Referencias bibliográficas de los ecosistemas acuáticos

(Ciencias de Joseleg) (Biología) (Ecología) (Los ecosistemas acuáticos) (Introducción) (Generalidades) (Ríos) (Lagos y lagunas) (Humedales) (Estuarios) (Océano intermareas) (Océano abierto y abismos) (Arrecifes, kelps y pastos) (Referencias bibliográficas)

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Ecosistemas marinos, arrecifes, pastos y kelpos

(Ciencias de Joseleg) (Biología) (Ecología) (Los ecosistemas acuáticos) (Introducción) (Generalidades) (Ríos) (Lagos y lagunas) (Humedales) (Estuarios) (Océano intermareas) (Océano abierto y abismos) (Arrecifes, kelps y pastos) (Referencias bibliográficas)

  Existen tres ecosistemas de aguas poco profundas, arrecifes de coral, bosques de algas o kelps y pastos oceánicos.

Pastos oceánicos

Los pastos oceánicos son plantas terrestres que han evolucionado para adaptarse a la vida acuática, a diferencia de la mayor parte de los vegetales que viven en el agua que pertenecen al grupo de las algas. Sin embargo, a pesar de ser plantas con flor al igual que los pastos, los pastos oceánicos no descienden del mismo grupo que los pastos terrestres “de pasto solo tienen la apariencia y el nombre”.

Figura 34. Los pastos oceánicos son de las pocas plantas terrestres que han evolucionado para retornar al océano de donde sus ancestros salieron como algas primitivas.

Los pastos oceánicos crecen en aguas poco profundas donde es más fácil realizar el intercambio de gases y obtener luz con calidad suficiente para realizar la fotosíntesis. Pueden vivir en profundidades de hasta 10 metros. Este ecosistema ocurre principalmente en océanos poco profundos de zonas templadas, subtropicales y tropicales. Son ambientes importantes ya que sus rizomas estabilizan el lecho oceánico y su producto fotosintético otorga alimento para los consumidores de primer orden y oxígeno para respirar.

Bosques de algas kelps

A diferencia de los pastos oceánicos, los vegetales que componen los bosques de algas son literalmente algas, plantas acuáticas que carecen de tejidos realmente especializados para el flujo de sustancias como el floema y el xilema. Los bosques de algas "o kelpos" pueden llegar a ser realmente altos, legando a alturas de 60 metros. Los bosques de algas son más comunes en climas templados y árticos de los hemisferios norte y sur. Son especialmente abundantes en aguas poco profundas con profundidades de unos 25 metros, cerca de líneas costeras caracterizadas por un ambiente rocoso. Los bosques de algas son sistemas fotosintéticos, por lo cual alimentan a la comunidad con oxígeno para respirar y alimento para consumir. Una amplia variedad de animales viven de las algas como los pepinos de mar, los peses como el atún, mamíferos como vacas marinas, reptiles como las tortugas, y muchos artrópodos. Cuando crecen mucho, algunos pliegues análogos a hojas de las algas caen al lecho, donde son consumidas por los descomponedores. Solo un ecosistema puede rivalizar con los bosques de algas en términos de biodiversidad, y es el arrecife de coral.

Figura 35. El bosque de algas kelpo caracterizado por colores verdes y zonas para ocultarse.

Arrecifes de coral

Los bosques de algas son sistemas fotosintéticos, por lo cual alimentan a la comunidad con oxígeno para respirar y alimento para consumir. Una amplia variedad de animales viven de las algas como los pepinos de mar, los peses como el atún, mamíferos como vacas marinas, reptiles como las tortugas, y muchos artrópodos. Cuando crecen mucho, algunos pliegues análogos a hojas de las algas caen al lecho, donde son consumidas por los descomponedores. Solo un ecosistema puede rivalizar con los bosques de algas en términos de biodiversidad, y es el arrecife de coral.

Pesar de que todos los cnidarios son depredadores por naturaleza, los pólipos de coral han desarrollado una simbiosis con el alga zooxantela. La zooxantela proporciona alimento al pólipo debido a que ella es capaz de realizar fotosíntesis. Aunque un coral puede existir sin el alga, solo los corales simbióticos con la zooxantela crecen a proporciones necesarias para formar las barreras/arrecifes de coral que crean el ecosistema que lleva su nombre. Los arrecifes de coral crecen lentamente en aguas oceánicas poco profundos y muy cálidos. Un aspecto paradójico de los océanos tropicales es que son bajos en nutrientes, los arrecifes de coral son como oasis en medio de un ambiente más bien monótono. Aun así son oasis extremadamente hermosos y con una enorme diversidad de especies animales. Los arrecifes de coral son la joya de la corona de todos los ecosistemas marinos, pues son quienes albergan a la mayor biodiversidad de los mares. Un ejemplo de esto es la Gran Barrera de Coral de Australia, que a pesar de cubrir menos del 0.1% de la superficie del océano del planeta, alberga el 8% de las especies marinas registradas hasta el momento.

Figura 36. El arrecife con su explosión de color representa un oasis de vida.

La gran multitud de relaciones entre los seres vivos de un arrecife de coral es solo comparable con las que se dan en los bosques tropicales húmedos en los biomas terrestres. Al igual que en el bosque húmedo tropical la competencia entre las especies es intensa, especialmente por espacio y comida. A pesar de que los arrecifes de coral son ecosistemas sumamente valiosos están siendo degradados y destruidos por la acción humana. De acuerdo con el programa ambiental de Naciones Unidas el 27% de los arrecifes de coral del mundo se encuentran en alto riesgo. Los arrecifes de coral del sudeste asiático son los más ricos en especies, pero al mismo tiempo son los más amenazados de cualquier otra región. Algunos factores que lastiman a los corales son los sedimentos de los ríos que provienen de la erosión de tierras que han perdido sus bosques debido a la tala. La sobresalinización debido a que los ríos lavan los terrenos de cultivo y transportan los materiales del abono también han resultado perjudiciales para los corales. La cacería con dinamia, la pesca excesiva e ilegal, el empleo de barcos de gran calado que rompen las partes más altas de los corales también se han convertido en grandes problemáticas.

Estructura de los arrecifes de coral

Charles Darwin (Darwin, 1842) fue el primero en ubicar los arrecifes de coral en tres categorías: arrecifes de franja, arrecifes de barrera y atolones (figura 3.13). Los frágiles arrecifes abrazan la costa de un continente o una isla. Los arrecifes de barrera, como la Gran Barrera de Coral, que se extiende a casi 2.000 km de la costa noreste de Australia, se encuentran a cierta distancia de la costa. Un arrecife de barrera se encuentra entre el mar abierto y una laguna. Los atolones coralinos, que salpican el océano Pacífico tropical y el océano Índico, consisten en islotes coralinos que se han construido desde una isla oceánica sumergida y forman una laguna. Los hábitats distintivos asociados con los arrecifes de coral incluyen la cresta del arrecife, donde los corales crecen en la zona de oleaje creada por las olas procedentes del mar abierto. La cresta del arrecife se extiende hasta una profundidad de unos 15 m. Debajo de la cresta del arrecife hay una zona de contrafuerte, donde las formaciones de coral se alternan con cañones de fondo de arena. Detrás de la cresta del arrecife se encuentra la laguna, que contiene numerosos pequeños arrecifes de coral llamados arrecifes de remiendo y camas de pastos marinos.

Geografía

El ambiente marino cercano y sus habitantes varían con la latitud. En regiones templadas a subpolares, donde hay un fondo sólido y no hay pastoreo excesivo, hay crecimientos profusos de algas marinas. A medida que se acerque más al ecuador, estos bosques de algas son gradualmente reemplazados por arrecifes de coral. Los arrecifes de coral están confinados a latitudes bajas entre 30 ° N y S.

Condiciones abióticas

Luz

Tanto las algas marinas como los corales creadores de arrecifes crecen sólo en aguas superficiales, donde hay suficiente luz para apoyar la fotosíntesis. La profundidad de la penetración de la luz suficiente para soportar el quelpo y el coral varía con las condiciones locales de unos pocos metros a casi 100 m.

Temperatura

La temperatura limita la distribución del quelpo y del coral. La mayoría de los quelatos se limitan a las costas templadas, donde las temperaturas pueden caer por debajo de 10 ° C en invierno y subir a un poco más de 20 ° C en verano. Los corales que crean arrecifes están restringidos al agua caliente, donde la temperatura mínima no baja por debajo de 18 ° a 20 ° C y las temperaturas promedio varían generalmente de aproximadamente 23 ° a 25 ° C. Las temperaturas por encima de los 29 ° C suelen ser letales para los corales que crean arrecifes.

Corrientes

Los arrecifes de coral y las camas de algas marinas son continuamente lavados por corrientes oceánicas que suministran oxígeno y nutrientes y eliminan los desechos. Sin embargo, las corrientes extremadamente fuertes y la acción de las olas, como ocurre durante los huracanes, pueden separar bosques de algas marinas completas y aplanar los arrecifes de coral.

Salinidad

Los arrecifes de coral crecen sólo en aguas con salinidad bastante estable. Las fuertes lluvias o escorrentías de los ríos que reducen la salinidad por debajo del 27% del agua de mar pueden ser letales para los corales. Las camas de algas marinas parecen ser más tolerantes a la escorrentía de agua dulce y crecen bien a lo largo de las costas templadas, donde las salinidades superficiales se reducen sustancialmente por la escorrentía de ríos grandes.

Oxigenación

Los arrecifes de coral y las camas de algas marinas usualmente ocurren donde la vigorosa acción de las olas o las corrientes activas ayudan a mantener un ambiente bien oxigenado.

Biología

Los arrecifes de coral se enfrentan a disturbios biológicos intensos ya veces complejos. Los brotes periódicos de la estrella de mar de la corona de espinas, Acanthaster planci, que come corales, han devastado grandes áreas de arrecifes de coral en la región Indo-Pacífico. En una comunidad de arrecifes de coral del Caribe, las poblaciones de un pariente de estrellas de mar, el erizo de mar Diadema antillarum, comen tanto algas como corales. Sin embargo, estos erizos benefician a los corales al reducir las poblaciones de algas que compiten por el espacio con los corales jóvenes.

Los arrecifes de coral y las algas marinas están entre los sistemas ecológicos más productivos y diversos de la biosfera. Robert Whittaker y Gene Likens (1973) estimaron que la tasa de producción primaria sobre los arrecifes de coral y los lechos de algas excede a la de los bosques tropicales húmedos. Esta productividad depende de una relación mutuamente beneficiosa entre los corales que crean arrecifes y las algas llamadas zooxantelas. Son las zooxantelas que dan al coral en la figura 3.14 su color verdoso. El centro de diversidad para los corales que construyen arrecifes es el Océano Pacífico occidental y los océanos orientales, donde hay más de 600 especies de corales y más de 2.000 especies de peces.

 

Ecosistemas marinos, océano abierto y abismos

 (Ciencias de Joseleg) (Biología) (Ecología) (Los ecosistemas acuáticos) (Introducción) (Generalidades) (Ríos) (Lagos y lagunas) (Humedales) (Estuarios) (Océano intermareas) (Océano abierto y abismos) (Arrecifes, kelps y pastos) (Referencias bibliográficas)

 La soledad azul del océano abierto es algo palpable, una sensación que casi puedes probar. Como hemos visto, los únicos biomas terrestres que evocan algo cercano al sentimiento de soledad de este lugar son las praderas y desiertos abiertos como el Namibia, donde las extensas dunas se llaman "mar de arena". Pero hay una diferencia entre estos ambientes terrestres y el mar. En el mar abierto, todo es agua azul que se extiende al horizonte, hasta donde resuelve el cielo azul. La experiencia con los organismos terrestres no puede preparar al explorador para lo que se encuentra en muestras tomadas del océano profundo. Soñamos con seres extraterrestres desconocidos, algunos amigos y algunos monstruosos, todos con una anatomía extraña y chocante, pero que podemos encontrar en nuestro propio mundo en las grandes profundidades de los mares. Desfilamos a través de la literatura de ciencia ficción y películas, mientras que, desconocido para la mayoría de nosotros, criaturas tan extrañas y maravillosas, algunas más allá de la imaginación, viven en el mundo azul profundo más allá de las plataformas continentales.

Figura 29. Aunque parece extraño, el mas abierto y profundo esta casi desprovisto de vida, como si fuera un basto desierto azul y cristalino, las excepciones principales a este monótono universo son las regiones de corrientes marinas, equivalentes a autopistas por donde migran muchas especies marinas.

Geografía

El océano mundial, que cubre más de 360 ​​millones de km2, es una masa continua de agua interconectada. Esta agua se extiende entre las tres principales cuencas oceánicas: el Pacífico, el Atlántico y el Indico, cada uno con varios mares más pequeños, cuerpos de agua parcialmente encerrada por tierra, a lo largo de sus márgenes. La cuenca oceánica más grande, el Pacífico, tiene una superficie total de casi 180 millones de km2 y se extiende desde el Antártico hasta el Mar Ártico. En el Océano Pacífico, los principales mares son el Golfo de California, el Golfo de Alaska, el Mar de Bering, el Mar de Okhotsk, el Mar de Japón, el Mar de China, el Mar de Tasmania y el Mar de Coral. La segunda cuenca más grande, el Atlántico, tiene una superficie total de más de 106 millones de km2 y también se extiende casi de polo a polo. Los principales mares del Atlántico son el Mediterráneo, el Mar Negro, el Mar del Norte, el Mar Báltico, el Golfo de México y el Mar Caribe. El más pequeño de los tres océanos, el indio, con una superficie total de poco menos de 75 millones de km2, se limita principalmente al hemisferio sur. Sus principales mares son la Bahía de Bengala, el Mar Arábigo, el Golfo Pérsico y el Mar Rojo.

El Océano Pacífico es también el más profundo, con una profundidad media de más de 4.000 m. Las profundidades medias de los océanos Atlántico e Índico son aproximadamente iguales, a poco más de 3.900 m. Las montañas submarinas atrapan el suelo del océano profundo, algunas aisladas y algunas de largas cadenas que corren como crestas durante miles de kilómetros. Las zanjas submarinas, algunas de gran profundidad y volumen, rasgan a través del fondo marino. Una de esas trincheras, las Marianas, en el Océano Pacífico occidental, tiene más de 10.000 m de profundidad, suficiente para hundir el Monte Everest con 2 km de sobra. El pico de Mauna Loa en Hawai es un poco más de 4.000 m sobre el nivel del mar, una altura modesta para una montaña. Sin embargo, la base de Mauna Loa se extiende a 6.000 m bajo el nivel del mar, lo que lo hace, de base a pico, una de las montañas más altas de la tierra. ¿Qué nuevos descubrimientos biológicos podrían esperar los futuros ecologistas a lo largo de esta pendiente submarina?

Estructura

Los océanos se pueden dividir en varias zonas verticales y horizontales. La costa poco profunda bajo la influencia de la subida y bajada de las mareas se denomina zona litoral o intertidal. La zona nerítica se extiende desde la costa hasta el margen de la plataforma continental, donde el océano está a unos 200 m de profundidad. Más allá de la plataforma continental se encuentra la zona oceánica.

Figura 30. Estructura columnar del océano profundo.

El océano también se divide generalmente verticalmente en varias zonas de la profundidad. La zona epipelágica es la capa superficial de los océanos que se extiende a una profundidad de 200 m. La zona mesopelágica se extiende de 200 a 1.000 m, y la zona batipelágica se extiende de 1.000 a 4.000 m. La capa de 4.000 a 6.000 m se llama zona abisal, y finalmente las partes más profundas de los océanos pertenecen a la zona hadal. Habitats en el fondo del océano, y otros ambientes acuáticos, se refieren como benthic, mientras que ésos del fondo, sin importar la profundidad, se llaman pelágico. Cada una de estas zonas apoya un conjunto distintivo de organismos marinos.

Condiciones abióticas

Luz

Aproximadamente el 80% de la energía solar que golpea el océano se absorbe en los primeros 10 m. La mayor parte de la luz ultravioleta e infrarroja se absorbe en los primeros metros. Dentro del rango visible, la luz roja, naranja, amarilla y verde se absorbe más rápidamente que la luz azul. En consecuencia, el océano abierto parece azul, la longitud de onda más probable esparcida de nuevo a nuestros ojos. En los primeros 10 m, el ambiente marino es brillante con todos los colores del arco iris; Debajo de 50 o 60 m es un crepúsculo azul. Incluso en los océanos más claros en los días más brillantes, la cantidad de luz solar que penetra a una profundidad de 600 m es aproximadamente igual a la intensidad de la luz de las estrellas en una noche clara. Eso deja, en promedio, unos 3.400 m de agua negra profunda en la que la única luz es la producida por peces bioluminiscentes e invertebrados.

Temperatura

La energía solar absorbida por el agua aumenta la energía cinética, o velocidad de movimiento, de las moléculas de agua. Detectamos este estado cinético aumentado como temperatura aumentada. Debido a que el movimiento molecular más rápido disminuye la densidad del agua, el agua caliente flota en el agua fría. Como consecuencia, el agua superficial calentada por el sol flota en el agua más fría abajo. Estas capas calientes y frías están separadas por una termoclina, una capa de agua a través de la cual la temperatura cambia rápidamente con la profundidad. Esta estratificación de la columna de agua por la temperatura, que se llama estratificación térmica, es una característica permanente de los océanos tropicales. Los océanos templados se estratifican sólo durante el verano, y la termoclina se descompone a medida que las aguas superficiales se enfrían durante el otoño y el invierno. En las altas latitudes, la estratificación térmica sólo se desarrolla débilmente, o nunca. Como veremos, estas diferencias en las condiciones térmicas en diferentes latitudes tienen consecuencias ecológicas de gran alcance.

Figura 31. La fauna del abismo oceánico es bastante exótica, y parece salida de otro mundo o de una pesadilla.

En la superficie del océano, la temperatura media anual y la variación anual de temperatura cambia con la latitud pero, en todas las latitudes, las temperaturas oceánicas son mucho más estables que las temperaturas terrestres. La temperatura oceánica más baja, alrededor de 21.5 ° C, está alrededor de la Antártida. Las temperaturas superficiales medias más altas, un poco más de 27 ° C, se producen cerca del ecuador. La variación anual máxima de la temperatura superficial, de aproximadamente 7 ° a 9 ° C, se produce en la zona templada por encima de los 40 ° de latitud norte. Cerca del ecuador el rango anual total de temperatura es de aproximadamente 1 ° C. La mayor estabilidad en las temperaturas oceánicas, sin embargo, está por debajo de la superficie. Con sólo 100 m de profundidad, la variación anual de la temperatura suele ser inferior a 1 ° C.

Corrientes oceánicas

Los océanos nunca están quietos. Los vientos predominantes impulsan las corrientes que transportan nutrientes, oxígeno y calor, así como organismos, a través del globo. Las corrientes oceánicas moderan los climas, fertilizan las aguas superficiales de los continentes, estimulan la fotosíntesis y promueven el flujo de genes entre las poblaciones de organismos marinos. Las corrientes superficiales de viento arrastran vastas extensiones de mar abierto para crear grandes sistemas de circulación llamados giros que, bajo la influencia del efecto Coriolis, se mueven a la derecha en el hemisferio norte y a la izquierda en el sur Hemisferio. Los grandes giros oceánicos transportan agua fría desde altas latitudes hacia el ecuador y aguas cálidas de las regiones ecuatoriales hacia los polos, moderando climas en latitudes medias y altas. Un segmento de uno de estos giros, la Corriente del Golfo, modera el clima del noroeste de Europa.

Además de las corrientes superficiales, existen corrientes de aguas profundas como las que se producen como sumideros de agua de alta densidad refrigerados en el Antártico y el Ártico que se mueven a lo largo del lecho oceánico. El agua profunda también se puede mover a la superficie en un proceso llamado surgimiento. El surgimiento ocurre a lo largo de las costas occidentales de los continentes y alrededor de la Antártida, donde los vientos soplan el agua de la superficie costa afuera, permitiendo que el agua más fría salga a la superficie. Estos diversos movimientos de agua son como vientos submarinos, pero con una diferencia: el agua es mucho más densa que el aire.

Figura 32. Las corrientes oceánicas son una característica clave de los mares que facilitan el comercio y transporte marítimos, así como grandes migraciones de seres vivos.

Salinidad

La cantidad de sal disuelta en el agua, llamada salinidad, varía con la latitud y entre los mares que bordean los océanos. En el océano abierto, varía de aproximadamente 34 g de sal por kilogramo de agua (% o partes por mil) a aproximadamente 36,5%. Las salinidades más bajas ocurren cerca del ecuador y por encima de 40° latitudes N y S, donde la precipitación excede la evaporación. El exceso de precipitación sobre la evaporación en estas latitudes está claramente demostrado por los diagramas climáticos para bosques templados, bosques boreales y tundra que. Las salinidades más elevadas ocurren en los subtropicales en las latitudes 20 ° a 30 ° N y S, donde la precipitación es baja y la evaporación alta, precisamente aquellas latitudes donde encontramos desiertos. La salinidad varía mucho más en las pequeñas cuencas cerradas a lo largo de los márgenes de los principales océanos.

El mar Báltico, que está rodeado de bosques templados y bosques boreales y recibe grandes aportes de agua dulce, tiene salinidades locales de 7% o menos. En contraste, el Mar Rojo, que está rodeado de desiertos, tiene salinidades superficiales de más del 40%. A pesar de la considerable variación en la salinidad total, las proporciones relativas de los iones principales, por ejemplo, sodio(1+), magnesio(2+) y cloruro(2-) permanecen aproximadamente constantes de una parte del océano a otra. Esta composición uniforme, que es una consecuencia de la mezcla continua y vigorosa de todo el océano mundial, subraya las conexiones físicas a través de los océanos del mundo.

Acidez

Es la proporción de iones protio(1+) disuelta en agua y expresada como una escala logarítmica llamada pH donde 7 es neutron, 0 es corrosivamente ácido y 14 es corrsivamente caustico. El cambio climático ha conllevado a una alteración de la acidez de los océanos. La acidificación del océano es la disminución en curso en el pH de los océanos de la Tierra, causada por la absorción del dióxido de carbono de la atmósfera. El agua de mar es ligeramente básica (es decir, pH> 7), y el proceso en cuestión es un cambio hacia condiciones de pH neutro en lugar de una transición a condiciones ácidas (pH <7). La alcalinidad del océano no es cambiada por el proceso, o puede aumentar durante largos períodos de tiempo debido a la disolución del carbonato. Un 30-40% estimado del dióxido de carbono de la actividad humana lanzada en la atmósfera se disuelve en océanos, ríos y lagos.

Para alcanzar el equilibrio químico, parte de él reacciona con el agua para formar ácido llamado dihidrogeno(trioxidocarbonato) llamado vulgarmente como ácido carbónico así como sus iones disueltos: ion hidrogeno(trioxidocarbonato)(1+) y trioxidocarbonato(2+) llamados respectivamente bicarbonato y carbonato. Este equilibrio triple del carbonato provoca que se liberen uno o dos iones protio(1+) aumentando la acidez y disminuyendo el pH. Entre 1751 y 1996 se estima que el pH de los océanos de superficie ha disminuido de aproximadamente 8,25 a 8,14, lo que representa un aumento de casi el 35% en la concentración de iones H + en los océanos del mundo. Earth System Models proyecta que en la última década la acidez del océano superó los análogos históricos y en combinación con otros cambios biogeoquímicos oceánicos podría socavar el funcionamiento de los ecosistemas marinos e interrumpir la provisión de muchos bienes y servicios asociados con el océano.

Oxigenación

El oxígeno está presente en concentraciones mucho más bajas y varía mucho más en los océanos que en los ambientes aéreos. Un litro de aire contiene aproximadamente 200 ml de oxígeno a nivel del mar, mientras que un litro de agua de mar contiene un máximo de 9 ml de oxígeno. Típicamente, la concentración de oxígeno es más alta cerca de la superficie del océano y disminuye progresivamente con la profundidad a alguna profundidad intermedia que generalmente alcanza un mínimo a 1.000 m o menos. A partir de este mínimo, la concentración de oxígeno aumenta progresivamente hasta el fondo. Sin embargo, algunos ambientes marinos tales como las aguas profundas en el Mar Negro y en los fiordos noruegos del umbral están desprovistos de oxígeno.

Biología

Existe una estrecha correspondencia entre las condiciones físicas y químicas y la diversidad, composición y abundancia de los organismos oceánicos. Por ejemplo, debido a la penetración limitada de la luz solar en el agua de mar, los organismos fotosintéticos se limitan a la zona epipelágica superior brillantemente iluminada del océano. Los habitantes fotosintéticos más significativos de esta zona, también llamada zona fótica o eufóbica, son organismos microscópicos llamados fitoplancton que derivan con las corrientes en el mar abierto. Los animales pequeños que derivan con estas mismas corrientes se llaman zooplancton. Si bien no hay fotosíntesis ecológicamente significativa por debajo de la zona fótica, no hay ausencia de organismos de aguas profundas. Los peces, que van desde pequeñas formas bioluminiscentes a tiburones gigantes, e invertebrados de diminutos crustáceos a calamares gigantes, rondan toda la columna de agua. Hay vida incluso en las trincheras más profundas, por debajo de 10.000 m.

La mayoría de los organismos marinos profundos se nutren -cualquiera que sea su lugar en la cadena alimentaria- por materia orgánica fijada por fotosíntesis cerca de la superficie. Se suponía desde hace mucho tiempo que la lluvia de materia orgánica procedente de arriba era la única fuente de alimento para los organismos de aguas profundas. Entonces, hace unas tres décadas, el mar sorprendió a todos. Hay comunidades biológicas enteras en el fondo del mar que se alimentan no por la fotosíntesis en la superficie, sino por la quimiosíntesis en el fondo del océano. Estos oasis de vida están asociados con las aguas termales submarinas y albergan muchas formas de vida enteramente nuevas para la ciencia.

El océano profundo brilla con el azul del agua pura y es a menudo llamado un "desierto biológico". Si bien es cierto que la tasa media de fotosíntesis por metro cuadrado de superficie del océano es similar a la de los desiertos terrestres, los océanos al ser colosales, contribuyen aproximadamente a la mitad de la fotosíntesis total en la biosfera. Esta producción oceánica constituye una contribución sustancial a los presupuestos globales de carbono y oxígeno. El océano abierto es el hogar, el único hogar, para miles de organismos sin contrapartidas en tierra. El medio terrestre soporta 11 filos de animales, uno de los cuales, Onychophora, es endémico del medio terrestre, es decir, no se encuentra en ningún otro medio; 14 filos viven en ambientes de agua dulce, pero ninguno es endémico. Mientras tanto, el medio ambiente marino soporta 28 filos, 13 de los cuales son endémicos al medio marino.

¿La mayor diversidad de filos en el medio marino contradice nuestra impresión de alta diversidad biológica en biomas tales como la selva tropical? No, no lo es. El ambiente terrestre es extraordinariamente diverso porque hay muchas especies en algunos fila de animales y plantas, especialmente artrópodos y plantas con flores. Sin embargo, el número de especies marinas también puede ser muy alto. El primer Censo de Vida Marina, que tuvo lugar entre 2000 y 2010 con 2.700 científicos participantes, dio como resultado un estimado de al menos 1 millón de especies marinas, de las cuales sólo una cuarta parte es actualmente conocida por la ciencia. El censo descubrió un enorme depósito de diversidad entre los microbios, que puede incluir cientos de millones de especies distintivas. Es evidente que los océanos siguen siendo una de las fronteras para el descubrimiento biológico.

Figura 33. Algunas especies de tamaño moderado y pequeño de tiburón, como el tiburón duende (Mitsukurina owstoni) se han adaptado a vivir a grandes profundidades, donde la presión del oceano nos aplastaría como una uva debajo de un zapato.

Los ecosistemas tropicales marinos que se dan independientemente a los arrecifes de coral existen en lo que ha sido descrito como una gran paradoja. A pesar de presentarse en zonas tropicales, su diversidad es baja, debido a los pocos nutrientes disueltos que poseen. Esta situación se resuelve únicamente en los arrecifes de coral, donde la asociación entre la zooxantela y los pólipos de coral producen nutrientes. Los océanos polares también presentan una paradoja, pero esta vez opuesta, los sistemas de corrientes arrastran nutrientes y plancton que enriquecen en gran medida los ecosistemas marinos del ártico. La riqueza de los polos se da especialmente durante su día de casi 6 meses, el cual le permite al plancton crecer y reproducirse sin pausa. Esto crea una disponibilidad de alimento inmensa, siendo la causa por la cual grandes mamíferos como las ballenas de barbas filtradoras viajan allí durante el verano “comida fácil”.

Tan ricos son estos ecosistemas marinos que logran mantener a los mamíferos marinos y terrestres más grandes, como las ballenas y los osos polares respectivamente. De hecho, gran parte del bioma de los polos, y de la tundra costera depende del océano para mantener su diversidad. Hay que recordar que el tamaño de los depredadores de nivel superior es un indicativo de la energía que posee el ecosistema.

Influencia humana

El impacto humano en los océanos fue una vez menor que en otras partes de la biosfera. Durante la mayor parte de nuestra historia, la inmensidad de los océanos ha sido un amortiguador contra las intrusiones humanas, pero nuestra influencia está creciendo. El declive de grandes poblaciones de ballenas alrededor de la Antártida y en otros lugares sonó una advertencia de lo que podemos hacer con el sistema oceánico abierto. La matanza de ballenas se ha reducido, pero hay planes para cosechar el suministro de alimentos de las grandes ballenas, los pequeños crustáceos planctónicos conocidos como krill. Aunque podemos encontrarlos menos atractivos que sus depredadores, las grandes ballenas, estos zooplancton pueden ser más importantes para la vida del océano abierto. Las ballenas no son las únicas poblaciones marinas que han colapsado. La sobrepesca ha provocado grandes descensos en poblaciones de peces comercialmente importantes, como la población de bacalao de los Grandes Bancos de Terranova. Muchas poblaciones de peces marinos, que alguna vez parecían inagotables, ahora se han ido y las flotas pesqueras permanecen inactivas en los puertos de todo el mundo.

Otra amenaza para la vida marina es la posibilidad de verter en aguas profundas desechos de todo tipo, incluidos desechos nucleares y químicos. En los últimos años, la contaminación química del mar ha aumentado sustancialmente, y los contaminantes químicos se están acumulando en los sedimentos de aguas profundas. Además, los restos plásticos, que son resistentes a la descomposición, se han acumulado en las porciones centrales de los océanos en extensas "manchas de basura". Las piezas más grandes pueden atrapar animales marinos, mientras que pequeños fragmentos interfieren con la alimentación de aves marinas y otras especies marinas.

Ecosistemas marinos, zona de intermareas

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 El ascenso y la caída de las mareas hacen de la costa uno de los ambientes más dinámicos de la biosfera. La zona intermareal es un imán para el naturalista curioso y uno de los lugares más convenientes para estudiar la ecología. ¿Dónde más en la biosfera la estructura del paisaje cambia varias veces cada día? ¿Dónde más la naturaleza expone a comunidades acuáticas enteras para la exploración pausada? ¿Dónde más están los gradientes ambientales y biológicos tan comprimidos? No debe sorprendernos que aquí en la zona de intermareas, inmersa en pozos de marea, sal y el distintivo olor de algas marinas, los ecologistas han encontrado la inspiración y la circunstancia para algunos de los experimentos más elegantes y generalizaciones más duraderas de la ecología.

Geografía

Miles de kilómetros de costa alrededor del mundo tienen zonas de intermareas. Desde una perspectiva local, es importante distinguir entre costas expuestas y protegidas. Golpeados por la fuerza total de las olas del océano, las costas expuestas apoyan organismos muy diferentes de los que se encuentran a lo largo de costas protegidas en el interior de los cabos o en calas y bahías. Una segunda distinción importante es entre las orillas rocosas y arenosas.

Estructura

Aunque las condiciones varían continuamente a través de la zona intermareal, los biólogos marinos la han dividido históricamente en varias zonas verticales.

Figura 26. Estructura columnar de la zona de intermareas.

La zona más alta, llamada franja supratidial, o zona de salpicadura, rara vez está cubierta por mareas altas, pero a menudo es mojada por las olas. Debajo de esta franja se encuentra la zona intermareal propiamente dicha. La zona intertimareal superior se cubre sólo durante las mareas más altas, mientras que la zona intermareal inferior se descubre sólo durante las mareas más bajas. Entre las zonas de marea superior e inferior está la zona intermedia, la cual está cubierta y descubierta durante las mareas constantemente. Debajo de la zona de intermareas se encuentra la zona de submareas, que permanece cubierta por el agua incluso durante las mareas más bajas.

Condiciones abióticas

Luz

Los organismos de intermarea están expuestos a grandes variaciones en la intensidad de la luz. En la marea alta, la turbulencia del agua reduce la intensidad de la luz, mientras que, en la marea baja, los organismos están expuestos a la intensidad total del sol.

Temperatura

Debido a que la zona intermareal se expone al aire una o dos veces al día, las temperaturas intermareales siempre están cambiando. En altas latitudes, los pozos de marea, pequeñas cuencas que retienen agua en marea baja, pueden enfriarse a temperaturas de congelación durante las mareas bajas, mientras que las mareas a lo largo de las costas tropicales y subtropicales pueden calentar a temperaturas superiores a 40 ° C. El entorno intermareal dinámico contrasta fuertemente con la estabilidad de la mayoría de los ambientes marinos.

Movimiento del agua

Los dos movimientos de agua más importantes que afectan la distribución y abundancia de organismos de intermareas son las olas que se rompen en la orilla y las mareas. Las mareas varían en magnitud y frecuencia. La mayoría de las mareas son semidiurnas, es decir, hay dos mareas bajas y dos mareas altas cada día. Sin embargo, en mares, como el Golfo de México y el Mar de China Meridional, hay mareas diurnas, es decir, una sola marea alta y baja cada día. El aumento y descenso total de la marea varía desde unos pocos centímetros a lo largo de algunas costas marinas hasta 15 m en la Bahía de Fundy en el noreste de Canadá.

Figura 27. La zona de intermareas es una zona importante para vertebrados semiterrestres como las tortugas marinas, las focas, leones marinos, morsas y pinhuinos, así como un sinfín de aves marinas.

El Sol, la Luna y la geografía local determinan la magnitud y el momento de las mareas. Las principales fuerzas productoras de mareas son las fuerzas gravitatorias del Sol y la Luna sobre el agua. De las dos fuerzas, la atracción de la luna es mayor porque, aunque el Sol es mucho más masivo, la luna está mucho más cerca. Las fluctuaciones de las mareas son mayores cuando el Sol y la Luna están trabajando juntos, es decir, cuando el Sol, la Luna y la Tierra están alineados, lo cual ocurre en las lunas llenas y nuevas. Estos tiempos de máxima fluctuación de marea se llaman mareas de primavera. La fluctuación de las mareas es menor cuando los efectos gravitacionales del Sol y de la Luna están en oposición, es decir, cuando el Sol y la Luna, en relación con la Tierra, están en ángulos rectos entre sí. El tamaño y la posición geográfica de una bahía, mar o sección de la costa determinan si las influencias del Sol y la Luna se amplifican o amortiguan y son responsables de las variaciones de las mareas de un lugar a otro.

La cantidad de energía de las olas a la que están expuestos los organismos de intermareas varía considerablemente de una sección de la costa a otra; Esta variación afecta la distribución y abundancia de especies. Los promontorios expuestos son golpeados por las altas olas y son sometidos a fuertes corrientes, que son a veces tan fuertes como las de los ríos rápidos. Las calas y bahías son las menos expuestas a las olas, pero incluso las zonas más protegidas pueden ser sometidas a intensas olas durante las tormentas.

Condiciones abióticas

Salinidad

La salinidad en la zona intermareal varía mucho más que en el océano abierto, especialmente en mareas aisladas durante la marea baja. La rápida evaporación durante la marea baja aumenta la salinidad dentro de los pozos de marea a lo largo de las costas del desierto. A lo largo de las orillas lluviosas en latitudes altas y en los trópicos durante la estación húmeda, los organismos de los pozos de marea pueden experimentar una salinidad muy reducida.

Oxígeno

Por lo general, el oxígeno no limita las distribuciones de organismos de intermareas por dos razones principales. En primer lugar, las especies de intermareas están expuestas al aire en cada marea baja. En segundo lugar, el agua de las orillas barridas por las olas está completamente mezclada y, por lo tanto, bien oxigenada. Un ambiente intermareal donde la disponibilidad de oxígeno puede ser baja está en el agua intersticial dentro de los sedimentos a lo largo de costas arenosas o fangosas, especialmente en bahías protegidas, donde la circulación del agua es débil.

Biología

Los organismos intermareales se adaptan a una existencia anfibia, en parte marino, parcialmente terrestre. Todos los organismos intermareales se adaptan a la exposición periódica al aire, pero algunas especies están mejor equipadas que otras para soportar esa exposición. Este hecho produce una de las características de intermareas más notables, zonación de especies. Las especies que viven en los niveles más altos de la zona intermarea son expuestas por casi todas las mareas y permanecen expuestas más tiempo. Otros se exponen sólo durante las mareas más bajas, quizás una o dos veces al mes, o incluso con menos frecuencia. La microtopografía también influye en la distribución de los organismos de intemareas. Los pozos de marea soportan organismos muy diferentes a las secciones de la zona de intermarea de las cuales el agua drena completamente. Los canales en los que fluye el agua de mar, como un arroyo salado, durante el flujo y el reflujo de las mareas, ofrecen otro hábitat.

Figura 28. La orca (Orcinus orca) es una especie de cetáceo odontoceto perteneciente a la familia Delphinidae (delfines oceánicos), que habita en todos los océanos del planeta. Es la especie más grande de delfínido y la única existente actual reconocida dentro del género Orcinus. Son los depredadores apex del oceano, estas cosas comen tibuirones blancos, también son depredadores astutos capaces de usar las mareas de la zona de intermareas para emboscar a sus victimas desprevenidas que creen que la costa ya les da seguridad.

El substrato también afecta la distribución de los organismos de intermareas. Los sustratos duros y rocosos sostienen una biota diferente a la de las costas arenosas o fangosas. Se puede ver una profusión de vida en las costas rocosas debido a que muchas especies están unidas a las superficies rocosas. Los residentes de la zona intermareal rocosa incluyen estrellas de mar, percebes, mejillones, erizos de mar y algas marinas. Sin embargo, la mayoría de los organismos intermareales son discretos, ya que se refugian durante la marea baja, algunos entre las frondas y los asimientos de algas marinas y otros bajo rocas. Incluso hay animales que entran y viven dentro de las rocas.

En los fondos blandos la mayoría de los organismos son los madrigueros y se refugian dentro de la arena o el fondo de lodo. Para estudiar a fondo la vida de las costas arenosas debe separar los organismos de la arena o el barro. Tal vez esta es la razón por la que las costas rocosas han recibido más atención por los investigadores y por qué sabemos mucho menos sobre la vida de las costas arenosas. Las playas, como el océano abierto, se han considerado desiertos biológicos. Sin embargo, estudios cuidadosos han demostrado que la intensidad y diversidad de la vida en las costas arenosas rivaliza con la de cualquier comunidad acuática bentónica (McLachlan & Dorvlo, 2005)

Influencia humana

La gente ha buscado por mucho tiempo las áreas intermareales, primero para la alimentación y después para la recreación, la educación y la investigación. Las camas de conchas, lugares donde la gente prehistórica apiló los restos de sus cenas de mariscos, de Escandinavia a Suráfrica, son el testimonio de la importancia de las especies de intermareas a las poblaciones humanas por más de 100.000 años. Hoy en día, cada marea baja sigue encontrando personas en todo el mundo recorriendo las áreas intermareales en busca de mejillones, ostras, almejas y otras especies. Pero muchos organismos intermareales, que resisten, e incluso prosperan, frente a la exposición dos veces al día al aire y al oleaje, son fácilmente devastados por los pies que pisotean y las manos de sondeo de unos cuantos visitantes humanos. La explotación implacable ha reducido gravemente muchas poblaciones intermareales. Sin embargo, la explotación de alimentos no es el único culpable. La recolección para la educación y la investigación también toma su peaje. La zona de intermareas es también vulnerable a la interrupción por los derrames de aceite, que han dañado áreas intermareales alrededor del mundo.