Biología marina

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.

Ilustración de unas anémonas de mar en el Kunstformen der Natur de Ernst Haeckel.

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]

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

Mareas

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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

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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.

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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 °C, 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).

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.
    • Zooplancton: Organismos planctónicos heterótrofos, es decir, que no pueden producir su propio alimento, por lo que la obtienen de otros organismos. Un ejemplo de zooplancton son los copépodos.
    • Fitoplancton: Organismos planctónicos autótrofos con capacidad fotosintética, por lo que son capaces de producir su propio alimento a través de la luz solar. Un ejemplo de fitoplancton son los dinoflagelados marinos.
• 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.

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.

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.

• Organización Marítima Internacional
• Área marina protegida
• Reserva marina
• Ecorregión marina
• Sociedad de Mastozoología Marina
• Turismo ecológico en el mar
• Instituto Nacional de Pesca y Acuacultura

• Castro, Peter; Huber, Michael (2007). Biología marina (6.^a edición). Madrid: McGraw-Hill. p. 512. ISBN 978-84-481-5941-2. Consultado el 27 de agosto de 2021.

• Wikimedia Commons alberga una categoría multimedia sobre Biología marina.
• Wikiversidad alberga proyectos de aprendizaje sobre Biología marina.
• El portal de las ciencias del mar.
• Entrevista con el Dr. Rodolfo Claro Madruga sobre biodiversidad costera y secuelas económicas. "Biodiversidad costera vs. objetivos económicos", Conversaciones sobre el agua, Capítulo VI.
• La Biodiversidad marina de Cuba - Versión electrónica.