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 esas zonas. Es por esta razón que, según el Census of Marine Life, el cual es 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.
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.
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.
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. 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. El naturalista británico Edward Forbes es considerado generalmente como el fundador de la biología marina moderna. 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. 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. 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. 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.
Su estudio es importante para entender factores como la distribución de las especies marinas y la migración de peces.
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.
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.
Generalmente los organismos marinos se agrupan según su función, tamaño, y hábito de vida.
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.
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. Las primeras aves marinas evolucionaron en el período Cretácico, aunque las familias modernas surgieron en el Paleógeno.
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. Numerosas especies anidan en colonias, que pueden variar de tamaño entre una docena de aves y millones. Otras son conocidas por realizar largas migraciones anuales, que las llevan a cruzar el ecuador o en muchos casos rodear la Tierra. 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 m². Sin embargo, estas variables dependen del mecanismo de vuelo y de la etiología de la especie.
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.
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