CIENCIAS DE LA TIERRA

Vivir en la atmósfera

La vida surgió en el medio acuático y "sólo" hace unos cuatrocientos millones de años, en la Era Paleozoica, se extendió al ambiente aéreo. Vivir en una atmósfera gaseosa obliga a los organismos a resolver importantes problemas como evitar la desecación o desarrollar estructuras para mantener erguido al organismo en un medio poco denso o para sujetarlo cuando sopla el viento. Pero a la vez, el medio aéreo se ha mostrado muy apto para la vida y multitud de especies aprovechan la pequeña resistencia del aire para moverse y dispersarse o captan energía radiante que en la atmósfera se transmite mejor que en el agua.

Oxígeno y dióxido de carbono

El oxígeno no existía en la atmósfera primitiva y todo el que ahora hay, ha sido producido por las plantas y otros organismos fotosintéticos. Para la gran mayoría de los organismos que vivían en la Tierra primitiva con su atmósfera reductora, el oxígeno era una sustancia tóxica por su gran poder oxidante. Pero la capacidad de adaptación de la vida es asombrosa y los animales y otros seres vivos actuales lo utilizan para oxidar los alimentos y obtener así la energía que necesitan, en el proceso que llamamos respiración.

Los animales necesitan el oxígeno en las mitocondrias de sus células y para que llegue a todas las partes del cuerpo con facilidad y eficacia usan el sistema respiratorio y el circulatorio. En el sistema respiratorio el oxígeno pasa del aire atmosférico a la sangre a través de epitelios muy finos que deben permanecer siempre humedecidos para que las células que los forman no mueran. En el medio acuático se respira por branquias externas, pero en el medio aéreo las branquias no sirven porque se resecan. Los insectos solucionaron este problema con el desarrollo de tráqueas y los vertebrados y otros animales con los pulmones

El dióxido de carbono, CO₂, es un nutriente fundamental para las plantas pues es la fuente de átomos de carbono que usan para sintetizar los azucares y otras moléculas orgánicas que forman su organismo mediante el proceso que llamamos fotosíntesis. Las plantas lo toman de la atmósfera a través de los estomas y en las células, con ayuda de la energía de la luz absorbida por la clorofila, realizan la fotosíntesis.

La concentración de CO₂ en la atmósfera es de algo más de 300 ppm pero se observa la influencia de las plantas en pequeñas oscilaciones. Por la noche aumenta ligeramente al no hacer fotosíntesis las plantas y lo mismo sucede en el invierno.

La humedad del aire en la vida de los organismos.

 Las plantas tienen un contenido en agua comprendido entre un 60 y un 85% de su peso. Continuamente transpiran agua por sus estomas, más o menos según estén éstos más o menos abiertos y, por lo tanto, si la transpiración potencial es muy alta y tienen poca agua disponible para absorber por sus raices se van deshidratando.

 Los animales terrestres tienen contenidos en agua que van desde el 52% de su peso en el caso de la vaca hasta el 88% en la lombriz. En el hombre el 64% del peso es agua. Cuando viven en ambientes muy secos y no retoman el agua que van perdiendo pueden llegar a deshidratarse y morir. Las lombrices y sanguijuelas pueden perder hasta el 70% de su peso en agua sin morir, las ranas el 40%, las ratas el 25-30% y se conoce el caso de un hombre de 70 Kg que permaneció perdido 8 días en el desierto y sobrevivió después de haber perdido 17 Kg de agua (un 25% de su peso).

 Según la humedad del ambiente al que están adaptadas, las especies se clasifican en:

- Estenohígricas: viven en ambientes con pequeñas variaciones de humedad, como, por ejemplo, las cuevas.

- Eurihígricas: viven en ambientes en los que la humedad varía entre amplios márgenes. Serán homeohídricas, es decir capaces de regular mucho su metabolismo para adaptarse a distintas humedades.

 Según la capacidad de regular el nivel de humedad en su organismo, tenemos especies:

- Poiquilohídricas: poco capaces de regular su economía del agua: por ejemplo las babosas, ranas, etc. que pierden enseguida mucha agua si están en ambientes secos.

 - Homeohídricas: con mucha capacidad de mantener estable su contenido en agua con independencia de la humedad ambiental: por ejemplo algunas especies del desierto.

 La actividad de algunos organismos está muy ligada a la humedad así, por ejemplo, se dice que los mosquitos de la familia de los culícidos dejan de picar si la humedad relativa es menor del 50%.

 Algunos organismos presentan resistencias casi increíbles a la desecación. Por ejemplo los rotíferos y los tardígrados pueden pasar de tener un contenido en agua habitual de un 85% a un 3% y continuar vivos. Se quedan inertes, como polvo, pero vuelven a la vida en cuanto vuelve la humedad. Las larvas de tenebrio resisten 210 días sin comer en un desecador en el que el aire se deshidrata con sulfúrico.

 Los animales obtenemos agua no solo del ambiente, sino también del metabolismo de los alimentos. Por ejemplo del metabolismo de 100 g de grasa se pueden llegar a obtener 107 g de agua (se suma a la masa de la grasa la del oxígeno que reacciona con ella en la respiración). Por esto algunos animales pueden vivir sin beber agua y tomando alimentos muy secos.

Los animales del desierto pueden vivir del agua que extraen de las semillas y de la que extraen de las reacciones del metabolismo e incluso, por tiempos muy breves, sólo de la que extraen del metabolismo. En la figura se observan las pérdidas y ganancias de agua en la rata canguro en distintas condiciones de humedad relativa.
 
 

Moviéndose en el aire

Muchos de los organismos que viven en el medio aéreo se desplazan apoyándose en el terreno, pero algunos han desarrollado estructuras para volar o para flotar en el aire

Entre los animales terrestres, el guepardo llega a los 90 km/h. Entre los voladores los insectos, que llegan a centuplicar su metabolismo en el momento del vuelo, alcanzan velocidades de 8 a 60 km/h. Las aves suelen volar a 45 - 90 km/h, aunque se han medido velocidades de hasta 180 km/h en vencejos.

Muchas plantas y algunos animales usan para diseminarse estructuras que flotan o son arrastradas por el viento. Así sucede en los granos de polen, algunas semillas, pequeñas arañas que lanzan un hilo hacia arriba que es arrastrado por el viento, etc.

Sonidos y comunicación

Llamamos sonido a las variaciones de presión de unas determinadas frecuencias. Si la frecuencia es mayor de 20 000 herzios hablamos de ultrasonidos Los ultrasonidos se transmiten en trayectorias directas y tienen muy poca capacidad de rodear los obstáculos. Por este motivo son muy adecuados para localizar los objetos. Los murciélagos los utilizan con este fin.

Los sonidos son utilizados por muchos animales como medio de comunicación. Los insectos y otros invertebrados producen gran variedad de sonidos, fundamentalmente porestridulación, o por expulsión de aire. También muchos anfibios, aves y mamíferos producen sonidos.

Las corrientes de aire

 Las corrientes de aire generadas en la atmósfera influyen en la dispersión de los organismos. Sobre todo son eficaces con las estructuras de pequeño tamaño: polen, esporas, semillas, etc.; pero en algunos casos llegan a transportar organismos de mucho mayor tamaño. Es conocido el caso, por ejemplo, de una fuerte tormenta que en el invierno de 1937 arrastró a muchos zorzales reales desde Europa hasta Groenlandia.

En los bosques los vientos fuertes sirven para su renovación. Derriban los árboles enfermos o viejos con lo que se abren claros que pueden ocupar los árboles jóvenes.

La atmósfera no tuvo siempre la composición que tiene actualmente. Se supone que la primitiva atmósfera de la Tierra debía de ser parecida a la de Venus, compuesta principalmente por dióxido de carbono y sin oxígeno.

La abundancia de oxígeno que le da ese color azulado, vista desde el cielo, surge de la actividad de las plantas que fueron los primeros seres vivos que hubo en el planeta. Hace unos 4.275 millones de años las algas cianofitas empezaron a descomponer el dióxido de carbono, fijando el carbono y liberando el oxígeno.

Todas las características del mundo y el propio ambiente terrestre, dependen esencialmente del aire.
• En la atmósfera se desarrolla la vida. Si no existiera la atmósfera sería imposible la vida en este planeta ya que los gases del aire son vitales para la vida en la Tierra: los seres humanos y los animales no pueden sobrevivir sin oxígeno (respiración) y las plantas verdes no pueden sobrevivir sin dióxido de carbono (fotosíntesis).
• Regula la temperatura de la Tierra al evitar que los rayos solares lleguen directamente a su superficie e impide que durante la noche se pierda demasiado calor. La temperatura global media de la Tierra es de 15ºC pero si no hubiera atmósfera la temperatura media del planeta sería de -18ºC.
• Por la noche funciona como si fuera un techo de vidrio conservando el calor del día e impidiendo que se pierda en el espacio.
• Sirve de escudo que protege a la Tierra de la violencia de los rayos solares. Su capa de ozono actúa como un filtro de las radiaciones solares impidiendo que las radiaciones ultravioletas lleguen a la Tierra. Para que se forme ozono se requiere primero oxígeno

LA VIDA de los organismos depende fundamentalmente de la presencia de agua, oxígeno y bióxido de carbono, que sólo se encuentran en las capas inferiores de la atmósfera y en las aguas.

Los seres vivos que ocupan tanto la atmósfera como los océanos que cubren la corteza de nuestro planeta forman la llamada biósfera o biota.

Los mares son considerados como la cuna de la vida. Los organismos que los pueblan son muy variados, por lo que es difícil proporcionar una visión completa de ellos. La biología marina se ha encargado de estudiar los fenómenos que se presentan en los seres marinos, tratando de generalizarlos para establecer sus leyes, y de investigar las causas que los producen.

Todo organismo habita en un medio ambiente determinado, constituido por el conjunto de seres vivos y por los factores físico-químicos que lo rodean e influyen directa o indirectamente sobre él. Si el organismo se encuentra adaptado al medio realizará de manera normal sus funciones. Todos los seres vivos deben alimentarse, respirar, sintetizar nuevas moléculas orgánicas y eliminar los productos metabólicos no requeridos, así como crecer y reproducirse.

Existe un flujo de materiales dentro y fuera de cada ser vivo. Aún más, los organismos están experimentando sustituciones y cambios evolutivos continuos; por ejemplo, los animales y vegetales de un periodo geológico pueden ser completamente diferentes a los de otro, además, ejercen distintos efectos sobre su medio ambiente y sobre los demás organismos. Por tanto, los seres vivos tienen que estar interaccionando con las condiciones que presente el medio donde habitan.

En la actualidad se considera que la vida se originó a través de una serie progresiva de reacciones de síntesis; combinándose los átomos para formar compuestos simples, y éstos a su vez compuestos más complejos, los cuales se organizaron y estructuraron a las primeras células.

Considerando que la edad del planeta es de 5 000 millones de años y que se cree que las formas primitivas de vida aparecieron hace 3 500 millones de años, se puede concluir que las etapas preparatorias para la aparición de la vida requirieron para desarrollarse de más o menos 1 500 millones de años.

Se piensa que los seres vivos se originaron gracias a las propiedades físicas y químicas que imperaban en la Tierra primitiva, aunque los científicos sólo han podido demostrar parcialmente el proceso. El estudio de los virus, las bacterias y otros organismos poco evolucionados que existen en la actualidad, ha permitido establecer las teorías para tratar de explicar el origen de los seres vivos.

También otras ciencias, como la astronomía, la geología, la física y la química, han colaborado sobre todo proporcionando datos de cómo fueron, posiblemente, las condiciones existentes en la Tierra primitiva. Otra información se ha obtenido por medio de experimentos, como los de A.I. Oparin y S.L. Miller, que han permitido reproducir en el laboratorio algunas etapas de producción de compuestos orgánicos.

Entre los elementos químicos más abundantes de la capa de gas que cubría a la Tierra primitiva se encontraban el carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno, y cuando la temperatura disminuyó, probablemente se combinaron y pudieron formar compuestos como el agua, el metano, el amoniaco, el bióxido de carbono y el ácido cianhídrico, así como moléculas de hidrógeno.

Cuando la Tierra siguió enfriándose, algunos gases se licuaron y a su vez algunos líquidos se solidificaron, formándose así el núcleo del planeta, estructurado por materiales semisólidos y elásticos y a su alrededor una corteza sólida, la cual, a medida que fue engrosando, se arrugaba y plegaba, constituyendo las primeras cadenas de montañas. Rodeando a la corteza terrestre se encontraba la atmósfera, cuyos componentes eran gaseosos.

Posteriormente empezaron las lluvias a partir del enfriamiento del vapor de agua que existía en la atmósfera; al tocar esta agua a la corteza caliente se evaporaba instantáneamente. Las lluvias siguieron cayendo de modo torrencial por cientos de años, y los terrenos bajos, las cuencas y las hondonadas se llenaron de agua, formándose así los océanos, y los ríos empezaron a correr caudalosamente entre las montañas, llegando a los mares primitivos acarreando nuevas sustancias como sales y minerales, hasta alcanzar su salinidad característica, que en épocas posteriores aumentó lentamente.

La formación de grandes masas de agua hizo posible la aparición de vida, ya que es el componente fundamental de la materia viviente, y fue en estos océanos primitivos donde se desarrollaron las condiciones necesarias para ello.

Cuando las radiaciones procedentes del Sol pudieron llegar a la superficie de la Tierra, al disminuir las capas de nubes que debieron impedir el paso de la luz y hacían que la Tierra estuviera en la oscuridad, los rayos ultravioleta, los rayos X y otras radiaciones de alta energía, proporcionaron la energía necesaria para que se realizaran las reacciones entre el metano, el amoniaco, el ácido cianhídrico y el agua, originándose gran variedad de compuestos orgánicos que se fueron acumulando gradualmente en el agua del mar.

Entre estos compuestos debieron aparecer los glúcidos, los lípidos y las proteínas, posteriormente los ácidos nucleicos DNA y RNA y los portadores de energía como el ATP, completándose los ingredientes esenciales para originar las primeras entidades vivientes o células, con lo que la llamada evolución química se consuma y la evolución biológica se inicia. Estas dos evoluciones continuaron simultáneamente por mucho tiempo y en la actualidad todavía existen.

Las células formadas por la acumulación de sustancias orgánicas que existían en los mares primitivos, derivaron una membrana que las limitó, separándolas del medio y de otras células, y a través de la cual absorbían las sustancias que se encontraban en el medio para su nutrición, recuperando las que gastaban por oxidaciones.

Estas células no presentaron, con seguridad, un núcleo, por lo que se piensa que posiblemente se parecían a los actuales organismos procariontes, como son los virus y las bacterias. Después, por procesos complejos, debe haber aparecido la membrana nuclear, limitando a los ácidos nucleicos, estructurándose el núcleo y constituyendo a los primeros organismos eucariontes, como los protistas actuales.

De las primeras formas de nutrición de estos organismos se piensa que fue la heterótrofa, es decir que necesitaron tomar los alimentos del medio, ya sea en forma directa, parasitando otras células o tomando sustancias en descomposición como saprotrofismo. Posteriormente, al escasear cada vez más las sustancias, algunos de aquellos organismos primitivos debieron desarrollar métodos de nutrición del tipo autotrópico, es decir, en los que se puede transformar la sustancia inorgánica en orgánica, siendo posiblemente primero la quimiosíntesis y después, al formarse la clorofila, los fotosintéticos.

Al aparecer la nutrición autótrofa se empezó a utilizar el bióxido de carbono de la atmósfera primitiva y se liberó oxígeno molecular, gas que se combinó fácilmente con otras sustancias. Los organismos fotosintetizadores deben haber desprendido cada vez cantidades mayores de oxígeno, que del océano pasaba a la atmósfera, iniciándose una profunda y lenta "revolución del oxígeno" en que la atmósfera antigua se transformó en la moderna, que ya no contiene metano, amoniaco ni ácido cianhídrico y por el contrario está formada por vapor de agua, nitrógeno molecular, bióxido de carbono y grandes cantidades de oxígeno.

En las zonas más elevadas de la atmósfera, y posiblemente debido a la intensidad de la radiación cósmica, las moléculas del oxígeno se recombinaron y modificaron dando como resultado la formación de una capa de ozono (0₃), situada a varias centenas de kilómetros de altura y que todavía existe.

El ozono formó una pantalla protectora contra la penetración de radiaciones de alta energía, y con esto los organismos iniciaron su evolución libres de esas radiaciones. Debido a lo anterior, los vegetales y animales actuales no están adaptados a ellas y mueren cuando se les somete incluso a pequeñas dosis. Sin embargo, existen algunos organismos entre los virus, bacterias y protistas, que resisten estas radiaciones.

Con la incorporación del oxígeno a la atmósfera los seres vivos iniciaron la respiración aerobia, es decir, utilizando este gas para liberar la energía, ya que los organismos primitivos lo hacían sin él, y son conocidos como anaerobios.

Estos organismos primitivos iniciaron su evolución formando primero a los protistas, que estructuraron su cuerpo con una sola célula; después debieron aparecer los organismos pluricelulares, organizándose con base en tejidos, después en órganos y por último con sistemas y aparatos, dando origen a los organismos tanto del reino vegetal como del animal, que en la actualidad están representados por aproximadamente más de dos millones de especies, de las cuales el 20 por ciento vive en el mar.

La diversidad tan grande que se observa en los seres vivos en la actualidad es el resultado de la evolución orgánica que se ha presentado desde la aparición de la vida en el planeta, hace millones de años, y se calcula que se inició en el Precámbrico, quedando registrada por las evidencias que aportan los fósiles, lo que ha permitido a los científicos interpretar la historia del planeta, imaginándose cómo era el medio ambiente en aquellas épocas y cuáles organismos posiblemente existieron.

Por los registros fósiles se sabe que los seres vivos iniciaron su evolución en los océanos del Paleozoico y que uno de los desarrollos más significativos de la historia de la vida sobre la Tierra fue la súbita aparición de una gran variedad y abundancia de vida en los fondos de los mares del Cámbrico.

En esta era Paleozoica se han encontrado fósiles de muchos grupos de invertebrados marinos entre los que destacan los radiolarios, foraminíferos, corales, braquiópodos, trilobites y diversos moluscos, entre ellos los cefalopodos; también aparecieron al final de esta era los peces, los anfibios y algunos reptiles, y los primeros organismos terrestres, que fueron los arácnidos. Entre los vegetales se desarrollaron algas en el mar y helechos en tierra.

Posteriormente, en el Mesozoico la vida marina fue similar, en sus primeras etapas, a la del Paleozoico, pero a la mitad de la era se iniciaron una serie de cambios basados en la desaparición de algunas especies, que al dejar vacíos ciertos nichos ambientales permitieron la aparición de otras.

Las diatomeas surgieron durante el Mesozoico en el medio marino; los cefalópodos se incrementaron, así como los gasterópodos, dentro del grupo de los moluscos; disminuyeron los foraminíferos, los corales y los trilobites; los peces se diversificaron y se originaron los peces óseos; aparecieron las tortugas, pero los reptiles mejor adaptados al medio acuático fueron los ictiosauros marinos, los que se extinguieron al final de esta era.

En la era Cenozoica desaparecieron de los mares algunas especies, como es el caso de los reptiles marinos gigantescos y de los moluscos de gran tamaño llamados amonites, apareciendo una multitud de invertebrados, de peces, reptiles y mamíferos que aún perduran. Es notoria la súbita expansión de los mamíferos marinos, como las focas y las ballenas. 

Figura 11. Expansión de la vida en el tiempo.

En la actualidad el medio ambiente, tanto acuático como terrestre, está cambiando a menudo, ya sea de manera temporal o permanente, por lo que los organismos experimentan cambios continuos, algunos de los cuales les permiten adaptarse a los nuevos medios, ya que de no hacerlo migran o perecen.

Los ambientes oceánicos presentan límites que a veces son muy amplios, como las distancias o separaciones geográficas, o muy estrechos, como los que marcan la salinidad, la temperatura, la luz o la presión. Estos límites representan las barreras que establecen la diversidad, la distribución y la abundancia de las especies en el océano.

La gran variedad de vegetales y animales marinos ha sido arreglada dentro de un sistema de clasificación que está basado en las similitudes que presentan en su estructura, sus funciones, así como en sus relaciones evolutivas.

El estudio de las relaciones de los seres vivos marinos con su medio fisicoquímico y biológico constituye la ecología marina. Esta ciencia no sólo se interesa por los organismos individuales, sino también por las poblaciones, es decir, por el conjunto de individuos de una especie particular que habita una región especial y, por lascomunidades bióticas, que son los organismos que habitan un ecosistema común.

Un ecosistema está formado por un conjunto de organismos relacionados entre sí, y que interactúan con los factores ambientales del lugar donde se encuentran. Cada especie de organismo marino ocupa un nicho ecológico, o sea, una posición en el ecosistema en relación con las otras especies, que tienen sus propios nichos, pero que son interdependientes ya sea por abrigo, por alimento o por defensa.

Las relaciones entre los organismos se mantienen estables cuando no cambian las condiciones del ambiente, pero si las características fisicoquímicas o biológicas lo hacen, los tipos y tamaños de las poblaciones también se modifican, dando origen al proceso de sucesión ecológica. Si después de romperse el equilibrio de una comunidad éste llega a recuperarse, se desarrolla una comunidad estable conocida como Comunidad clímax.

Por lo tanto, dentro de cualquier ecosistema se presentan tres tipos de relaciones: las interacciones entre los miembros de la comunidad biótica, las interacciones entre éstos y su medio fisicoquimico, y las que existen entre los factores de este ambiente fisicoquímico.

En los océanos se encuentra una serie de factores fisicoquimicos, como son la temperatura, la salinidad, el pH y las corrientes marinas, que intervienen en la distribución de los diferentes organismos en sus aguas.

Los mares circulan constantemente llevando, en el ir y venir, sus características fisicoquímicas y su biota. El agua se mueve en ellos como el aire lo hace sobre la Tierra, es decir, realiza desplazamientos verticales de ascenso y descenso, que representan en las aguas superficiales turgencias y hundimientos respectivamente, lo que permite a los seres vivos contar con un medio con cantidades adecuadas de nutrientes, oxígeno y otras condiciones que ellos necesitan, ocasionándose un verdadero florecimiento de organismos.

Además, los océanos que presentan una profundidad media de 4 000 metros constituyen un espacio disponible para la vida marina 300 veces mayor que el que puede ocupar la vida terrestre.

La vida en el mar depende, como la vida en general, de la luz solar. Hasta donde penetra la luz los vegetales son capaces de realizar fotosíntesis, desarrollarse y reproducirse y por esto el mar representa para los demás seres vivos una fábrica en plena actividad. La energía luminosa es almacenada en los compuestos de carbono, que son la estructura y la fuente de energía de todos los organismos. La masa de materia viva, también llamada biomasa, que se encuentra en el mar es mucho mayor que la que se localiza en la tierra.

Esta biomasa no es evidente en el mar a primera vista debido a que muchos organismos son microscópicos. Si se observa la superficie de los océanos hay muchísimas posibilidades de que sólo se vea agua. Sin embargo, un litro de esta agua contiene aproximadamente 500 000 bacterias, más de un millón de vegetales microscópicos y 150 000 animales de muy pequeños tamaños.

Estos organismos vegetales y animales han adquirido características tanto morfológicas como fisiológicas que les permiten adaptarse a las condiciones de las diferentes zonas oceánicas. Algunos de ellos presentan gran tolerancia a los cambios de intensidad de los factores fisico-químicos, y otros no los aceptan; por ello, las zonas de distribución son muy extensas para los primeros y restringidas para los segundos.

Sin embargo, el medio oceánico imprime a los seres que lo pueblan toda una serie de características indispensables para su supervivencia. Los vegetales presentan una gran diversidad de tamaños, formas y colores; los microscópicos son los más numerosos y constituyen el fitoplancton, encontrándose entre ellos las diatomeas, los flagelados fotosintéticos y las algas verde-azuladas. Una característica básica de estos organismos es la de presentar pigmentos depositados en organoides celulares, como los cloroplastos y los cromoplastos, que les permiten realizar procesos fotosintetizadores, y otras es la de arreglar su estructura para presentar mayor superficie de absorción de los rayos solares y para la flotación.

GRUPO TAXÓNIMICO	EJEMPLO	PLANCTON	BENTOS	NECTON
PhylumCyanophyta	Bacterias, algas verde-azules	x	x
PhylumChrysophyta	Diatomeas	x
PhylumPyrrophyta	Dinoflagelados	x
PhylumChlorophyta	Algas verdes	x
PhylumPhaerophyta	Algas pardas	x
PhylumRhodophyta	Algas rojas	x
SubreinoEmbryophyta
ClaseAngiospermae	Pastos: Zostera y Thalassia Manglares: Rhizophora y Avicennia		x
SubreinoProtozoa	Foraminíferos y radiolarios	x	x
Phylum Porifera	Esponjas		x
Phylum Cnidaria	Anémonas, medusas, corales	x	x
PhylumPlatyhelminthes	Planarias		x
PhylumMollusca	Caracoles, ostiones, abulones, pulpos, calamares	x	x	x
PhylumAnnelida	Gusanos arenícolas y cerdas		x
PhylumArthropoda	Camarones, cangrejos, langostas		x
PhylumEchinodemata	Estrellas, erizos, pepinos de mar		x
PhylumChordata	Tiburones, rayas, atunes, sardinas, tortugas, delfines y ballenas			x

Figura 12. Principales seres vivos marinos.

Los vegetales macroscópicos, en su mayoría, pertenecen al grupo de las llamadas algas marinas, que crecen adheridas a firmes sustratos como rocas, conchas, pilotes, etcétera, y que, por lo tanto, están necesariamente confinadas a los continentes e islas, o a zonas superficiales submarinas donde puedan fijarse y tener luz suficiente para realizar la fotosíntesis; tal es el caso de Macrocystis, alga café que tiene gran utilidad en la industria. 

Figura 13. Algas marinas. Cortesía de laRevista Técnica Pesquera.

Las algas flotantes constituyen un hecho excepcional, siendo la más abundante elSargassum o sargazo, que cuenta con estructuras de forma esférica que le permiten esta flotación.

Muy pocas plantas con flor se han adaptado a las condiciones marinas, aunque se encuentran en número relativamente diverso en estuarios y marismas que bordean las lagunas litorales salobres o algunas bahías.

Se consideran dos tipos de estas plantas: las herbáceas, angiospermas que han evolucionado hacia un medio de vida totalmente marino, tolerando la salinidad y creciendo sumergidas con la capacidad de florecer y polinizarse bajo el agua, presentan raíces que las fijan firmemente y adquieren una forma especial que les permite resistir el oleaje y las mareas; como el caso de la Zootera marina y Thalassia, de aguas tropicales y subtropicales, que forman las llamadas "praderas submarinas", lugares que presentan un hábitat protector para cada grupo característico de animales donde éstos encuentran su alimento. Estos vegetales se encargan, además, de estabilizar los fondos, es decir, que sirven como lugares donde se incrementan los depósitos de sedimento.

El otro grupo de plantas con flor es el que forma los "manglares", que se localizan en las áreas mareales o zonas que quedan cubiertas por las mareas altas, lugares que representan un hábitat único e importante por lo diverso de sus características y su gran productividad orgánica.

Las plantas que habitan en estos manglares pertenecen a muy diferentes familias, predominando las Rhizophoraceae, con el género Rhizophora, que agrupa a los distintos tipos de mangle.

Estos vegetales presentan, como principales características, el que de sus troncos salgan unas raíces llamadas adventicias, dándoles el aspecto de trípodes que soportan el resto del árbol. Estas raíces, junto con la formación de una corteza con engrosamientos coriáceos, permiten reducir la transpiración de estos vegetales y así conservar el agua en su cuerpo.

Como se observa, la vegetación oceánica está representada, en su mayoría, por las formas simples unicelulares de talla microscópica, ya que las plantas de mayor tamaño se encuentran confinadas a las franjas litorales y aguas superficiales con un número reducido de especies, las que, en su mayoría, son simples y primitivas, y contrastan mucho con la exuberante variedad y complejidad de vegetales que predominan en la tierra.

La vida animal, por el contrario, es en extremo abundante y variada. Todos los grupos animales están representados en los océanos y algunos son exclusivos del medio marino.

Sin embargo, toda esta diversidad de animales que pueblan el océano tienen también una serie de características indispensables para soportar las condiciones que les impone el medio ambiente. Por ejemplo, los peces y los cetáceos son animales muy distintos, aunque vivan en el mismo ambiente, pues los primeros respiran oxígeno disuelto en el agua, en tanto que los segundos, como la ballena, respiran el oxígeno del aire por medio de pulmones. A pesar de estas diferencias fisiológicas tan especiales, unos y otros nadan, y presentan una forma análoga, la llamada pisciforme, que es la más adecuada desde el punto de vista mecánico, para transladarse en el seno de las aguas por medio de la natación. Peces y cetáceos poseen generalmente la forma de un huso como la del submarino, y están provistos de aletas estabilizadoras y propulsoras; además, su cuerpo termina en una especie de cola robusta que favorece la impulsión.

Una de las primeras condiciones del medio que va a caracterizar la vida del animal del océano es la abundancia y distribución de alimento representado por materias minerales y orgánicas, lo que permite que algunos de estos animales puedan vivir fijos en objetos sumergidos o flotantes, o en el fondo, sin que efectúen movimientos de translación por periodos más o menos largos de su existencia o por toda su vida, sin que tengan la necesidad de buscar alimento para estar adecuadamente nutridos; a éstos se les llama sedentarios.

En cambio, en el medio terrestre todos los animales están obligados a buscar su sustento desplazándose activamente, cubriendo ya sea áreas reducidas o recorridos considerables, pero siempre moviéndose para no morir de hambre. Cualquier animal terrestre no parásito que permaneciese quieto constantemente en el mismo lugar moriría de inanición.

Las madréporas, los corales, las esponjas, o las ostras viven en las aguas perfectamente sujetas al fondo, sin nadar, ya que su completa quietud no compromete en nada su nutrición; con el agua reciben sales minerales y alimentos formados principalmente por infinidad de seres microscópicos con lo que atienden sobradamente a su sustento.

Los organismos marinos fijos o sésiles presentan, con frecuencia, formas ramificadas o arborescentes que recuerdan las de los vegetales, como ocurre con las colonias de pólipos o corales, o bien, tienen formas irregulares mal definidas, como las esponjas, lo que les permite que circule por ellas gran cantidad de agua y, por lo tanto, capturen más fácilmente su alimento.

Este fenómeno se puede explicar debido a que en el seno de las aguas viven infinidad de pequeños organismos que son acarreados de un sitio a otro por corrientes y que forman el plancton, del que, como ya se vio, los vegetales del fitoplancton constituyen los productores del alimento; pero también existen animales de este plancton que reciben el nombre de zooplancton: pequeños animales, llamados consumidores primarios, que tienen como característica principal el desarrollar mecanismos para capturar a los vegetales del fitoplancton.

El zooplancton está formado por los protozoos representados por los foraminíferos, radiolarios y tintínidos; por los crustáceos, destacando el abundante grupo de los copépodos; por los Chaetognatha, llamados también gusanos flecha; por las medusas o aguas malas; por muchos grupos de gusanos o anélidos, y por las formas larvarias de moluscos equinodermos y peces.

Estos organismos del plancton tienen la propiedad del constante y lento naufragar, lo que trae como consecuencia que tomen su singular fisonomía, en la que muchos de sus órganos presentan las más artísticas apariencias que realizan el valor estético de estos bellísimos organismos, cuyos cuerpos son, muchas veces, un prodigio de forma.

La diferencia entre la densidad del agua y el peso específico de los seres que en ella flotan es pequeña, y para contrarrestar o disminuir esta diferencia, los organismos desarrollan infinidad de artificios. Los seres planctónicos eliminan de su cuerpo cuanto es posible, se despojan de toda estructura pesada que pudiera ser un obstáculo para lograr su estabilidad en el medio acuático, como sucede en los crustáceos planctónicos, provistos de un sutilísimo caparazón y de patas gráciles y airosas.

Otros organismos, para contrarrestar el hundimiento, desarrollan unas boyas de flotación muy pomposas y hasta coloreadas, las que pueden dilatarse o contraerse con el fin de que el animal flote o se hunda según las necesidades de su vida, como es el caso de laPhysalia o "fragata portuguesa". 

Figura 14. Fragata portuguesa.

Entre los animales marinos también se encuentra un número grande que se mueve para obtener su alimento, como, por ejemplo, los peces que recorren un campo de algas para conseguir su sustento, o un tiburón que se lanza velozmente sobre un pez para devorarlo.

El desplazamiento de los animales en el seno de las aguas determina en ellos, con frecuencia, la adquisición forma peculiar más o menos adecuada para poderse mover en el seno de un fluido que tiene mayor densidad que el aire.

Esta forma de huso o pisciforme que les permite vencer la resistencia del agua, se repite en todos los animales que se desplazan en el océano, dándoles una arquitectura característica de los peces que son buenos nadadores. En estos peces, la forma alcanza mayor sobriedad y perfección de línea. En el tiburón y en la macarela, el cuerpo está elegantemente adelgazado hacia atrás, en tanto que su extremo anterior es más ancho y se prolonga en forma de punta o rostro, que le permite cortar fácilmente el agua.

Además de esta conformación del cuerpo, dichos organismos crean estructuras que les confieren estabilidad y equilibrio y que los dotan de medios de propulsión indispensables para llevar a cabo la natación. Ésta se logra al combinar movimientos armónicos de su cuerpo con la fuerza que imprimen estos órganos de propulsión.

Para desarrollar esta función, en la mayoría de los animales marinos las extremidades toman una forma característica, a manera de alas, recibiendo el nombre de aletas, las cuales son relativamente pequeñas en razón a la masa que desplazan; así, las aletas de una ballena, cachalote o delfín, lo disfrazan de pez, con tal perfección que al mismo hombre llegan a confundir.

Del mismo modo, las focas y las morsas imitan esta forma, aunque con menos perfección, y otro tanto sucede con los calamares y ciertos grupos de gusanos y moluscos.

Sin embargo, algunos peces olvidan la natación o, por lo menos, sus facultades se aminoran. Cuando esto sucede, sus cuerpos se aplanan, deprimen o deforman descansando sobre el fondo del mar, o se esconden en la policromada maraña de arrecifes de coral, o buscan guarida entre las resquebrajaduras de las rocas; tal es el caso de las rayas, los lenguados, los caballitos de mar y las anguilas.

La respiración de los animales acuáticos ofrece modalidades muy peculiares. Hay que distinguir entre los que son realmente de ascendencia oceánica y respiran oxígeno disuelto en el agua, y aquellos otros que son de origen terrestre y han invadido o colonizado el medio acuático, como los escarabajos, los cucarachones en las lagunas litorales y las tortugas y delfines en los mares, que son seres que respiran al modo de los animales terrestres, por lo que, de vez en cuando, se ven obligados a salir a la superficie para tomar el aire atmosférico.

Los órganos respiratorios o branquias de los animales esencialmente acuáticos no corren el riesgo de secarse, ya que están sumergidos en el agua, por eso extienden y forman vistosos penachos, a veces de bellísimo aspecto, como es el caso de los anélidos o gusanos anillados que viven en los corales; otras veces forman borlas o flecos situados a los lados de su cabeza, como en los nudibranquios o babosas de mar; también se encuentran protegidos en cavidades que tienen amplia comunicación con el exterior, como las agallas de los peces; otros organismos los encierran en compartimentos que les permiten guardar el agua por un tiempo, como los cangrejos, que a veces se retiran cientos de metros de las playas.

La densidad o peso del agua es mucho mayor que la del aire, hace que los órganos de propulsión en los animales marinos sean más pequeños y de menor superficie que los de los animales terrestres, ya que su menor potencia está compensada por la mayor resistencia que el medio ofrece; cuando se compara la extensión de la aleta de un pez con el ala de un ave, se puede observar claramente esta desproporción.

Muchos grupos de animales oceánicos tienen especies que alcanzan gran tamaño, como sucede con los calamares gigantes, cuyo cuerpo mide seis metros de longitud y sus brazos llegan a tener hasta 18 metros de largo. Las conchas llamadas tridacnas o taclobos, denominadas también pilas bautismales, son moluscos bivalvos que viven en los mares de las Filipinas y pueden alcanzar hasta dos metros de diámetro con un peso de 200 kilogramos. El cangrejo japonés, con patas hasta de dos metros de largo, es el mayor de todos los artrópodos. El tiburón ballena o tigre del mar, frecuente en el Océano Pacífico, puede medir unos 15 metros de largo y es el mayor de los peces. Finalmente, las ballenas son los verdaderos gigantes del reino animal, su cuerpo alcanza en ocasiones 25 metros de longitud y un peso de 160 toneladas, comparable al de 20 elefantes o 200 bueyes.

Los animales acuáticos pueden ser marinos o de agua dulce; sin embargo, esta distinción no es clara en muchos casos, pues ciertos organismos pueden pasar de unas aguas a otras durante su ciclo vital o frecuentan aquellos lugares donde existen aguas mezcladas, llamadas salobres.

La anguila común, que es un pez de agua dulce, se desplaza desde los lagos donde vive efectuando accidentadas migraciones a lo largo de los cursos de agua, atravesando praderas húmedas durante las noches lluviosas hasta alcanzar grandes ríos que la llevan al mar, para ahí desovar, es decir, depositar sus huevecillos. Para las anguilas del Atlántico, el lugar de desove son las grandes profundidades del Mar de los Sargazos. De estos huevecillos se originan larvas que se dirigen a las costas en donde alcanzan el estado juvenil, llamándose "angulas", y que penetran a los ríos, los remontan y terminan su crecimiento para volver nuevamente al mar en época de reproducción.

Los salmones realizan migraciones en sentido inverso, viven en el mar hasta el momento de la reproducción en que penetran a los ríos, nadando contra las corrientes, para ir a depositar sus huevecillos; los juveniles, ayudados por el curso del río, regresan nuevamente al mar.

Tampoco la diferencia entre los organismos marinos y terrestres se halla marcada de un modo perfecto, ya que ciertos animales nacen en el agua y pasan el resto de su vida en la tierra y el aire. Entre los ejemplos más notables de organismos adaptados al cambio de medio están los cangrejos terrestres tropicales, que penetran algunos kilómetros adentro en las selvas húmedas y sólo vuelven al mar en el periodo de reproducción.

Entre los mamíferos acomodados a la vida terrestre hay algunos que han regresado al medio marino de sus antepasados, conservando la respiración pulmonar y otras adaptaciones. Las ballenas, delfines y cachalotes de los océanos actuales son cetáceos que sólo pueden moverse y alimentarse en el mar, para los cuales varar en las playas es un accidente fatal; viven habitualmente cerca de la superficie de las aguas y respiran aire atmosférico por los espiráculos y orificios nasales que llevan en la parte superior de la cabeza, pero como poseen pulmones, en los cuales almacenan considerable cantidad de aire, así como cavidades especiales donde se acumula sangre venosa, es decir, la que tiene bióxido de carbono y desechos, pueden sumergirse a grandes profundidades y permanecer algún tiempo en ellas; sin embargo, tienen forzosamente que volver a la superficie en busca de aire atmosférico.

Las focas, leones marinos, elefantes marinos, morsas, etcétera, son habitantes de las aguas litorales que se arrastran sobre las playas y las rocas, donde pasan una gran parte de su vida descansando al aire y al Sol.

Según las características biológicas que presentan los organismos marinos, se observa que pueden vivir en diferentes medios oceánicos; unos lo hacen en el seno de las aguas independientemente del fondo, ya sea flotando de una manera pasiva como las medusas o aguasmalas, o bien impulsados por órganos de locomoción de diferente naturaleza como los peces, todos ellos constituyen el dominio pelágico; otros, en cambio, están íntimamente ligados al fondo, ya sea al iluminado o al abisal, pudiéndose encontrar fijos o anclados al fondo, a las rocas, a las arenas u otros objetos sumergidos como las esponjas y corales; o bien porque caminan y se arrastran sobre ellos, como los caracoles, los gusanos, los cangrejos y ciertos peces, por ejemplo: las rayas y lenguados, que de continuo descansan en los fondos arenosos.

Éstas son algunas de la principales características biológicas de los organismos marinos que representan tesoros de vida en las impacientes aguas del océano y muestran infinitos recursos de que la naturaleza se vale para subrayar la enorme variabilidad de su obra en el océano, lo que ha despertado el interés de la especie humana para aprovechar algunas de ellas durante el desarrollo de su vida. Por ejemplo, si se observa la forma de un submarino o de un dirigible, se verá que son, simplemente, una réplica de la descrita para los peces.

Revistas, libros, monografías detalladísimas, publicaciones sin cuento, algunas de ellas alardes de buen gusto, están dedicadas a dar a conocer la extraordinaria y maravillosa vida de los mares. Cientos de investigadores han dedicado su esfuerzo a escudriñar los más remotos rincones del océano, para tratar de entender los fenómenos biológicos que se presentan en sus aguas.