1. 1
UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL
FRANCISCO DE MIRANDA
ÁREA DE TECNOLOGÍA
DEPARTAMENTO DE CIENCIAS PESQUERAS
UNIDAD CURRICULAR: BIOLOGÍA MARINA
PROFESOR MARCOS NÚÑEZ CHIRINOS
EL MAR COMO BIOTOPO
MATERIAL COMPLEMENTARIO
INTRODUCCIÓN
El aprovechamiento responsable de los recursos hidrobiológicos demanda un conocimiento profundo
tanto de los recursos como del medio en el cual se desarrollan. Y precisamente la Biología Marina ofrece la
oportunidad de tener un conocimiento amplio de ello, definiéndose como la rama de la biología que estudia
el origen, desarrollo, estructura, funcionamiento, clasificación y evolución de los seres marinos, sus
relaciones entre sí y con el ambiente en el cual viven, tomando en cuenta las características y condiciones
del agua de mar. Para cumplir con su objetivo, los biólogos marinos utilizan los métodos, herramientas y
conocimientos de otras ramas de la ciencia para lograr un entendimiento completo de los fenómenos
biológicos que se presentan en ese vasto y generoso medio. En el siguiente mapa conceptual se presentan las
llamadas disciplinas científicas auxiliares de la Biología Marina.
Fig. No. 1
Disciplinas Auxiliares de la Biología Marina
Como consecuencia de esto, la Biología Marina se convierte en una herramienta básica e indispensable
para todos los profesionales, Ingenieros Pesqueros por ejemplo, que se desempeñen en labores relacionadas
con el mar y el aprovechamiento responsable de sus recursos en las áreas de extracción, cultivo o
BIOLOGÍA
DISCIPLINAS AUXILIARES
BOTÁNICA ZOOLOGÍA GEOLOGÍA
SUBMARINA
MICROBIOLOGÍA ECOLOGÍA
QUÍMICA
OCEANOGRAFÍA
INVERTEBRADOS
VERTEBRADOS
ETOLOGÍA
FISIOLOGÍA
ICTIOLOGÍA
ORNITOLOGÍA
cuenta con
como
de
a su vez con
especialmente
relacionada
con
2. 2
transformación con el fin último de abastecer de alimentos a la población mundial con la ventaja de mantener
la actividad pesquera de manera sostenible.
COMUNIDADES ECOLÓGICAS MARINAS
Las condiciones relativamente uniformes de composición en cuanto a constituyentes químicos que
tiene el mar como medio en donde se desarrolla una gran cantidad y diversidad de organismos en constante e
íntima relación entre sí y con el entorno que los rodea, lo convierten en un biotopo en donde se puede
establecer una serie de grupos ecológicos con características propias y diferenciales bien definidas según su
modo de vida, a cada uno de los cuales pertenecen diversos tipos de organismos especialmente adaptados.
Estos grupos constituyen los llamados Plancton, Necton y Bentos, términos que en muchas ocasiones se
aplican tanto al conjunto de seres que habita en uno de cualquiera de aquellos ambientes como a la
agrupación ecológica correspondiente. Es preferible utilizar las designaciones “plancton”, “bentos” y “necton”
para referirse al conjunto de seres que habita cada uno de los ambientes y determinar a éstos como “medios”
plantónico, bentónico y nectónico, respectivamente.
El plancton está constituido por los animales y plantas que flotan en el agua, carentes de movimientos
o con ellos, pero insuficientes para contrarrestar los del mar.
El necton lo forman aquellos animales que, como el plancton, viven independientes del fondo, en la
zona pelágica o en la batipelágica, pero que poseen movimientos propios, capaces incluso de contrarrestar los
del mar.
El bentos, finalmente, lo constituyen los seres marinos que, dotados o no de movimientos, viven en
íntima relación de dependencia con el fondo.
En la Fig. No. 2 se presenta un mapa conceptual que explica e ilustra de manera práctica las
características y composición de estas comunidades ecológicas marinas.
Fig. No. 2
COMUNIDADES ECOLÓGICAS MARINAS
COMUNIDADES ECOLÓGICAS
PLANCTON NECTON BENTOS
VIRIOPLANCTON
BACTERIOPLANCTON
MICOPLANCTON
FITOPLANCTON
ZOOPLANCTON
ANIMALES
NADAR
VELOCIDAD DIRECCIÓN
ALGAS OTROS
FONDO DEL
MAR
SOBRE EN GALERÍAS
son
puede ser
son
pueden ser
con capacidad
de
controlando
que viven
en el
bien
3. 3
REGIONES MARINAS
Al hablar de las zonas o regiones marinas (Fig. No. 3) se establecen dos sistemas, el bentónico,
integrado por la plataforma costera o litoral, la continental, el talud continental y la región abisal; y el
pelágico, formado a su vez por la región nerítica y la oceánica (ambas constitutivas de la zona iluminada o
fótica) y por la afótica.
Fig. No. 3
Regiones Marinas
El bentos, o lo que es lo mismo, los organismos bentónicos, son los que corresponden al sistema del
mismo nombre.
Plancton y Necton, por su parte, son los seres característicos de la región pelágica. El plancton vive casi
exclusivamente en las regiones nerítica y oceánica, en su ámbito fótico, aunque puede encontrarse plancton
en la zona batipelágica o incluso en la profunda. El necton habita en esas mismas zonas, pero con la diferencia
de que puede ser también abundante en la región batipelágica.
Muchos especialistas opinan que los grupos ecológicos en que deben ser incluidos los seres marinos
son únicamente el plancton y el bentos, ateniéndose solamente a que vivan o no dependientes del fondo.
Siendo el bentos característico del sistema bentónico, estiman que el resto de los seres pertenecientes al
pelágico, deben reunirse en una sola agrupación.
Las razones aducidas son en cierto punto aceptables, argumentándose que la existencia o ausencia de
capacidad locomotora no es motivo suficiente para hacer dos agrupaciones ecológicas distintas, puesto que
incluso el que con los medios de locomoción se pueda o no contrarrestar los movimientos del mar, es algo que
no puede precisarse, pues en los grandes temporales, por ejemplo, ni los mejores nadadores entre los seres
marinos podrán dirigirse a donde quisieran.
Evidentemente, bajo este punto de vista, habría de aceptar la reunión de plancton y necton en una sola
unidad ecológica, pero hay otras razones que inducen a seguir aceptando al necton como unidad bien
definida, razones en las que no tiene poco valor la de que la definición del plancton fue unida a la de “seres
Zona Nerítica Zona Oceánica
Zona
Supralitoral
Zona
Litoral
Dominio Bentónico
Zona
Sublitoral
Zona
Fótica
Zona Afótica
Batial
Abisal
Epipelágico
Mesopelágico
Batipelágico
Abisolpelágico
4. 4
microscópicos”, idea que sigue perdurando en la mente de los biólogos, que no conciben por tanto la
inclusión, dentro del plancton, no ya de la totalidad de los peces pelágicos, sino de todos los demás seres que
nadan en la superficie, incluidas las gigantescas ballenas, cachalotes y otros cetáceos.
Modernamente, se han incorporado a los conceptos antedichos, otros nuevos que, aunque no muy
difundidos todavía, conviene conocer.
En este sentido, algunos autores distinguen asimismo con el término de “pleuston” a los vegetales que
flotan en la superficie del agua (en el mar este término debe limitarse a los sargazos flotantes, Sargassum), y
con el nombre de “neuston” a los organismos, generalmente de dimensiones menores, que viven asociados a
la interfase aire – agua, ya sea flotando sobre la superficie (epineuston) o colgando de la película superficial
(hiponeuston). En algunos animales neustónicos el cuerpo surge de la superficie del mar y ofrece resistencia al
viento, que los transporta; tales son, por ejemplo, ciertos sifonóforos como Physalia y Velella. También puede
adjudicarse al neuston el hemíptero pelágico Halobates wulllestorfii, que se mueve sobre la superficie del
agua y es el único insecto que efectúa todo su ciclo enteramente en el ambiente marino.
Además de organismos, en suspensión en el agua se encuentra material no vivo de origen orgánico
(detritos) o mineral, que se designa con el término de “tripton”. El conjunto de las partículas suspendidas en el
agua, tanto vivas (es decir, que forman parte del plancton) como de otra naturaleza, se designa con el nombre
de seston.
PARÁMETROS FÍSICO-QUÍMICOS DEL AGUA DE MAR
Las características del agua de mar se deben a la naturaleza del agua pura y a la de los materiales
disueltos en ella. Algunos de los sólidos disueltos en el agua de mar se producen por el desgaste o por erosión
química de las rocas terrestres, y posteriormente son transportados por los ríos al mar. Otros materiales
provienen del interior de la Tierra, la mayoría liberados al océano en los manantiales hidrotermales. Algunos
se liberan a la atmósfera por los volcanes y llegan al océano con lluvia o la nieve.
En cuanto a su composición química, el agua de mar contiene al menos un poco de casi todo, aunque la
mayoría de los solutos, o materiales disueltos, sorprendentemente pertenecen a un grupo pequeño de iones.
En efecto, solamente seis iones componen cerca del 99% de los sólidos disueltos. Sin embargo, puede hacerse
una clara clasificación de los componentes químicos de agua de mar, tal y como se presenta en el siguiente
mapa conceptual:
Fig. No. 4
Componentes del agua de mar
EL MAR
CONSTITUYENTES
MAYORES
CONSTITUYENTES
MENORES
MICRONUTRIENTES
GASES EN
DISOLUCIÓN
SALES
DISUELTAS
OSCILACIONES
BIOLÓGICA GEOQUÍMICA NITRÓGENO
FÓSFORO
SILICIO
OXÍGENO
DIÓXIDO
DE CARBONO
FOTOSÍNTESIS
constituyen muestran
en la actividad
son
esenciales para
principalmente
contiene
5. 5
El sodio y el cloro constituyen casi el 85%, de ahí que el agua de mar tenga ese sabor salado.
Cuando el agua de mar se evapora, los iones la abandonan y se combinan para formar varias sales. Se
define la salinidad como el total de sales disueltas en el agua de mar. Por lo general, la salinidad se expresa
como el número de gramos de sales que quedan cuando se evaporan 1000 g de agua. Si quedan 35 g de sal
cuando se evaporan 1000 g de agua de mar, se dice que esa agua tiene una salinidad de 35 partes
por mil (35 ‰).
Hoy día es raro medir la salinidad evaporando muestras de agua, en su lugar se utilizan instrumentos
electrónicos. Debido a sus cargas eléctricas, los iones son buenos conductores eléctricos. Por tanto, la
conductividad del agua de mar refleja la concentración de iones disueltos, es decir, la salinidad. Con
frecuencia, los oceanógrafos expresan la salinidad a partir de medidas de conductividad, en unidades prácticas
de salinidad (psu, por sus siglas en inglés) en lugar de hacerlo en partes por mil, pero numéricamente las dos
unidades con iguales: 35 psu es equivalente a 35‰.
Fig. No. 5
Composición media de los constituyentes principales
el agua de mar
Iones g/kg-1
Cloruros, Cl-
Sulfatos, SO4
-3
Bicarbonatos, HCO3
-
Bromuros, Br-
Boratos, H2BO3
-
Fluoruros, F-
Sodio, Na+
Magnesio, Mg+2
Calcio, Ca+2
Potasio, K+
Estroncio, Sr+2
18,980
2,649
0,140
0,065
0,026
0,001
Total aniones = 21,861
10,556
1,272
0,400
0,380
0,013
Total cationes = 12,621
Salinidad total = 34,482
Tomado de: (Cognettti, 2.001)
La salinidad del agua afecta ampliamente a los organismos que viven en ella. La mayoría de los
organismos marinos mueren en agua dulce. Incluso los ligeros cambios de salinidad dañan a algunos
organismos. Muchos, especialmente aquellos que viven en las desembocaduras de los ríos o en otros lugares
donde la salinidad está sometida a fluctuaciones, han desarrollado mecanismos específicos para “competir”
con los cambios de salinidad.
A los organismos no sólo les afecta la cantidad de sal sino también la clase de sal. La composición del
agua de mar, se puede se puede determinar por el análisis de las sales que quedan tras la evaporación. (Leer
el material complementario “Regulación salina y térmica en el mar”)
El químico William Dittmar analizó muestras de agua procedentes de la expedición del Challenger y
encontró que los porcentajes de los principales iones del agua permanecían constantes aunque la cantidad
total de sal variara ligeramente de un lugar a otro. Por ejemplo, por mucha sal que haya en el ion cloruro casi
6. 6
siempre es el 55,03%. Este principio se denomina regla de las proporciones constantes, la cual establece que
en el agua de mar la cantidad de los diversos iones es siempre la misma.
En realidad, las proporciones de los diferentes iones pueden variar ligeramente, sobre todo en las
regiones costeras, donde los ríos proporcionan grandes cantidades de iones cargados positivamente, o cerca
de los manantiales hidrotermales. En algunos lugares, la intensa actividad biológica también afecta a la
proporción de los iones. Sin embargo, en la mayoría de los océanos las proporciones permanecen
notablemente constantes. Esto indica que la mayor parte de los océanos están químicamente bien mezclados
y que la salinidad de los océanos varía casi por completo por la pérdida o ganancia de agua en lugar de la
adición o sustracción de sales. Si la salinidad variase al añadir o quitar cualquiera de las sales, entonces
deberían cambiar las cantidades relativas de iones en el agua de mar. Si, por ejemplo, se añade cloruro de
magnesio (MgCl2), deberían aumentar las proporciones de magnesio y cloruro. De esta manera, aunque los
organismos marinos estén expuestos a los cambios de salinidad total, rara vez tienen que ver con los cambios
de las proporciones de los distintos iones. Así resulta más fácil para ellos controlar su sal interna y el equilibrio
hídrico.
El agua que sale del océano principalmente es por evaporación y en menor grado por congelación.
Cuando el agua de mar se congela, los iones se separan del hielo en formación y se liberan en el agua sin
congelar; esto aumenta la salinidad del agua mientras que casi todo el hielo es agua pura. Por esta razón, los
icebergs no son salados. El agua se añade por precipitación de lluvia o nieve y, en menor cantidad y en una
escala de tiempo menor, por la fusión de los glaciares y del hielo polar.
La salinidad media de los océanos es de alrededor de 35‰. En mar abierto, las proporciones varían
relativamente poco, entre 33 y 37‰, dependiendo principalmente del equilibrio entre evaporación y
precipitación. Los mares principalmente cerrados pueden tener salinidades más extremas. Por ejemplo, el mar
Rojo, que está en una región cálida y seca donde predomina la evaporación, es muy salado, cerca de 40‰.
Cerca de las costas o en cuencas cerradas, el vaciado de los ríos puede tener un efecto importante. Por
ejemplo, el agua procedente de los ríos hace que el mar Báltico tenga una salinidad típica de sólo cerca de
7‰.
Muchos de los materiales que se encuentran en proporciones diminutas son especialmente
importantes para la vida marina. Son particularmente importantes los compuestos que contienen nitrógeno
(N), fósforo (P) y hierro (Fe), y su disponibilidad determina la productividad biológica de muchos océanos.
Salinidad, temperatura y densidad
Es sabido que la temperatura influye de gran manera a la densidad del agua. La salinidad también
influye en la densidad del agua de mar: el agua más salada es más densa. Por eso, la densidad del agua de mar
depende de su temperatura y de su salinidad, es decir, la temperatura y densidad del agua de mar determinan
su densidad. Se vuelve más densa si se torna más salada, más fría o ambas cosas.
La temperatura del mar abierto varía entre casi entre -2 ⁰C y +30 ⁰C. Es posible una temperatura
inferior a 0 ⁰C porque el agua salada congela a temperatura inferior que el agua pura. Esta es la razón por la
que el océano es menos propenso a congelarse que lagos y ríos.
En los océanos, la temperatura varía mucho más que la salinidad, de manera que como consecuencia
práctica la densidad se rige más por la temperatura que por la salinidad. No obstante, hay excepciones y se
necesita medir la temperatura y la salinidad del agua del océano para determinar la densidad.
La temperatura y la salinidad se pueden medir con botellas especialmente diseñadas y termómetros
que se bajan mediante un cabo metálico hasta la profundidad deseada. Después se envía cabo abajo un peso,
el mensajero, que libera el mecanismo de disparo y cierre, recogiendo así una muestra de agua de la que se
analizará la salinidad. También actúa sobre los termómetros, que “congelan” la lectura de la temperatura, de
manera que no cambia mientras se iza a bordo.
7. 7
Para medir simultáneamente la temperatura y la salinidad a diversas profundidades, se pueden fijar al
cabo una serie de botellas. La gráfica que muestra la temperatura a diferentes profundidades del océano se
denomina perfil de temperaturas. Un perfil de temperaturas obtenido en un lugar dado se puede considerar
de cómo se muestra la temperatura en un eje vertical de agua, o columna de agua, que se extiende desde la
superficie hacia abajo. También se pueden trazar gráficas de la salinidad, densidad o cualquier otro parámetro.
El uso de botellas y termómetros es caro y engorroso. Hoy día, los oceanógrafos utilizan generalmente
sensores electrónicos que registran con rapidez y seguridad la salinidad, la temperatura y la profundidad a los
largo de la columna de agua, en lugar de hacerlo para cada una de las profundidades. Actualmente se emplean
con profusión, junto con otros instrumentos, los medidores de conductividad, temperatura y profundidad.
CTC, de las palabras inglesas conductivity-temperature-depth). Incluso se dispone de batitermógrafos (XBT),
que miden la temperatura, pero no la salinidad. (Leer el material complementario “Sistemas de Observar el
Océano)
Aunque la temperatura, salinidad y otras variables se pueden medir electrónicamente, muchas de las
medidas necesitan todavía una muestra de agua, así que se siguen utilizando las botellas de NIskin y
mecanismos similares. En estos días, generalmente los oceanógrafos montan en un bastidor todas las botellas
abiertas. En lugar de fijarlas a lo largo del cabo. Las muestras se recogen a profundidades diferentes y
mientras baja el bastidor, cada botella se cierra en un momento distinto. Es más fácil de utilizar el bastidor
que una serie de botellas separadas.
Incluso con instrumentos electrónicos, las mediciones desde los barcos se pueden hacer sólo en un
lugar a la vez. Para estudiar grandes superficies el barco tiene que desplazarse de un lugar a otro. En el
intervalo, podrían cambiar las condiciones debido a las condiciones o al tiempo atmosférico. Una alternativa
es utilizar simultáneamente cierto número de barcos. No obstante esto es muy caro y rara vez se hace. Hoy en
día los oceanógrafos han aumentado sus mediciones con instrumentos automatizados y han creado sistemas
de observación y estudio de las condiciones y características físico-químicas del mar de manera que se obtiene
en tiempo real los valores de varias zonas del planeta de manera simultánea.
Otra forma de conseguir imágenes panorámicas es utilizando los satélites. Éstos pueden medir
condiciones sólo próximas a la superficie, pero ofrecen instantáneas que abarcan una gran superficie.
Además, pueden realizar una serie de medidas, en un corto período. Esto hace posible seguir con rapidez los
cambios de las condiciones superficiales que resultan de las corrientes, el tiempo atmosférico y así
sucesivamente.
Gases disueltos
En el agua de mar hay disueltos gases así como otros materiales sólidos. Para los organismos los gases
más importantes del océano son el oxígeno (O2), el dióxido de carbono (CO2) y el nitrógeno (N). Los tres se
encuentran en la atmósfera y se disuelven en el agua en la superficie del mar. A veces sucede lo inverso, desde
la superficie se liberan gases hacia la atmósfera. Este proceso se conoce como intercambio gaseoso.
A diferencia de los sólidos, los gases se disuelven mejor en agua fría que en caliente, de manera que la
concentración de gases disueltos es mayor en las aguas polares que en las tropicales. El oxígeno no es muy
soluble. El océano contiene entre 0 y 8 mL de oxígeno disuelto por litro, aunque generalmente la cifra está
comprendida entre los 4 y 6 mL/L. En comparación, un litro de aire contiene cerca de 210 mL de oxígeno, o el
21% del volumen total. La cantidad de oxígeno en el agua está fuertemente modificada por los organismos a
través de los procesos de fotosíntesis y respiración. Gran parte del oxígeno producido en el mar por
fotosíntesis se libera a la atmósfera. El nivel relativamente bajo de oxígeno en el agua le hace más susceptible
al agotamiento por la respiración que en el aire.
El dióxido de carbono es mucho más soluble que el oxígeno, pero cuando se disuelve reacciona
químicamente. Así, resulta que el CO2 llega a superar el 80% de gas disuelto en el océano y, si se compara, en
el aire es inferior a 0,04%, por lo que el océano almacena 50 veces más del total del CO2 que la atmósfera. Esto
8. 8
hace que el océano sea decisivo para comprender los efectos de la actividad humana sobre el clima de la
Tierra.
Transparencia
En el aspecto biológico, una de las propiedades más importantes del agua de mar es que resulta
relativamente transparente, de manera que la luz solar puede penetrar en el océano. Esto es vital, porque
todos los organismos fotosintéticos necesitan la luz para crecer. Si el agua de mar no fuera transparente,
habría en él muy poca fotosíntesis y se limitaría a la superficie.
La luz solar tiene todos los colores del arco iris, pero no todos ellos penetran por igual en el agua (Ver
Fig. No. 6). Las aguas oceánicas claras son más transparentes a la luz azul. Otros colores se absorben más que
el azul, de manera que según aumenta la profundidad se filtran más colores hasta que queda solamente azul.
Las cosas que en la superficie aparecen rojas en la profundidad se ven grises o negras porque allí no hay luz
roja para reflejarla y verse. En aguas muy profundas, próximas a los 1000 m, la luz azul ha sido absorbida y
sólo hay oscuridad, incluso en las agua más claras.
La transparencia del agua se altera enormemente según el material que hay suspendido y disuelto en
ella. Efectivamente, un agua turbia no es tan clara como una limpia. El plancton en grandes cantidades reduce
también la transparencia del agua. El agua cercana a las costas a menudo contiene un montón de materiales
vertidos por los ríos, lo que proporciona a las aguas costeras un tinte verdoso que las hace ser menos
transparentes que las aguas profundas azules de mar abierto.
Fig. No. 6
Penetración de la luz en el mar
(Tomado Castro y Huber, 2.007)
Presión
La presión es otro factor que en el océano cambia enormemente con la profundidad. En tierra, a nivel
del mar, los organismos están bajo la presión de la atmósfera, el peso del aire por encima de ellos. Sin
embargo, los organismos marinos están sometidos al peso del agua y al de la atmósfera. Debido a que el agua
es mucho más pesada que el are, los organismos marinos están bajo mayor presión que los terrestres. La
9. 9
presión aumenta enormemente con la profundidad porque la cantidad de agua que tiene encima es mayor. A
cada 10 m de aumento de profundidad le corresponde 1 atmósfera de presión.
A medida que aumenta la presión los gases se comprimen. En el interior de los organismos las
estructuras llenas de gas, como la vejiga gaseosa, flotadores y pulmones se contraen o se colapsan. Esto limita
el rango de profundidad a muchos organismos marinos. También significa que los submarinos y los lugares
para alojar los instrumentos científicos deben ser especialmente construidos para soportar la presión. Esto
aumenta enormemente la dificultad, el gasto y a veces el peligro de estudio del mar. También puede causar
problemas el efecto inverso, dañando a los organismos que contienen estructuras llenas de gas cuando se
suben desde las profundidades.
FUENTES DOCUMENTALES
Barnes, R. (1.987). Zoología de los Invertebrados. 5ta. Edición. Edit. Interamericana. México
Castro, P y Huber, M. (2.007). Biología Marina. 6ta. Edición. Edit. Mc Graw Hil-Interamericana. España.
Cognetti, G; Sarà, M y Magazzù, G (2.001). Biología Marina. Edit. Ariel Ciencia. España.
Lozano Cabo, F. (1.987). Oceanografía, Biología Marina y Pesca. Edit. Paraninfo. España.
Parker, S. (1.984). Diccionario Mc Graw Hill de Biología. Edit. Mc Graw Hill. España.
