La oceanografía biológica es el estudio de cómo los organismos afectan y son afectados por la física , la química y la geología del sistema oceanográfico . La oceanografía biológica también puede denominarse ecología oceánica, en la que la palabra raíz de ecología es Oikos (oικoσ), que significa 'casa' o 'hábitat' en griego. Con eso en mente, no es de sorprender entonces que el enfoque principal de la oceanografía biológica esté en los microorganismos dentro del océano; observando cómo se ven afectados por su entorno y cómo eso afecta a las criaturas marinas más grandes y su ecosistema. [1] La oceanografía biológica es similar a la biología marina , pero es diferente debido a la perspectiva utilizada para estudiar el océano. La oceanografía biológica adopta un enfoque de abajo hacia arriba (en términos de la red alimentaria ), mientras que la biología marina estudia el océano desde una perspectiva de arriba hacia abajo. La oceanografía biológica se centra principalmente en el ecosistema del océano con énfasis en el plancton: su diversidad (morfología, fuentes nutricionales, motilidad y metabolismo); su productividad y cómo eso juega un papel en el ciclo global del carbono ; y su distribución (depredación y ciclo de vida). [1] [2] [3]
En el año 325 a. C., Piteas de Massalia , un geógrafo griego, exploró gran parte de la costa de Inglaterra y Noruega y desarrolló los medios para determinar la latitud a partir de la declinación de la Estrella Polar . Su relato de las mareas es también uno de los primeros relatos que sugieren una relación entre ellas y la luna. Esta relación fue desarrollada posteriormente por el monje inglés Beda en De Temporum Ratione ( El cálculo del tiempo ) alrededor del año 700 d. C.
La comprensión del océano comenzó con la exploración general y los viajes comerciales. Algunos eventos notables más cercanos a nuestro tiempo incluyen la exploración oceánica del príncipe Enrique el Navegante en el siglo XV. En 1513, Ponce de León describió la corriente de Florida . En 1674, Robert Boyle investigó la relación entre la salinidad, la temperatura y la presión en las profundidades del océano. Los viajes del capitán James Cook fueron responsables de la extensa recopilación de datos sobre geografía, geología, biota, corrientes, mareas y temperaturas del agua de los océanos Atlántico y Pacífico en las décadas de 1760 y 1770. En 1820, Alexander Marcet observó la composición química variable del agua de mar en los diferentes océanos. No mucho después, en 1843, Edward Forbes , un naturalista británico, afirmó que los organismos marinos no podían existir a más de 300 brazas (aunque muchos ya habían recolectado organismos a mucha más profundidad, muchos siguieron la influencia de Forbes). La teoría de Forbes finalmente fue considerada errónea por las masas cuando se levantó un cable submarino desde una profundidad de 1.830 m y quedó cubierto de animales. Este hallazgo dio inicio a los planes para la expedición Challenger .
La expedición Challenger fue fundamental para la oceanografía biológica y la oceanografía en general. La expedición Challenger estuvo dirigida por Charles Wyville Thomson en 1872-1876. [1] La expedición también incluyó a otros dos naturalistas, Henry N. Moseley y John Murray . Antes de la expedición, el océano era, aunque interesante para muchos, considerado un cuerpo de agua impredecible y en su mayoría sin vida, y esta expedición les hizo repensar esta postura sobre el océano. Esta expedición fue a instancias de la Royal Society para ver si serían capaces de tender cables en el fondo del océano. También trajeron el equipo para recopilar datos sobre las propiedades biológicas, químicas y geológicas del océano de forma sistemática. [1] Cartografiaron el sedimento oceánico y recopilaron datos [1] Los datos recopilados en este viaje demostraron que había vida en aguas profundas (5500 metros) y que la composición del agua en el océano es consistente. [1] El éxito de la Expedición Challenger dio lugar a muchas más expediciones por parte de exploradores alemanes, franceses, estadounidenses y otros británicos.
Los océanos ocupan aproximadamente el 71% de la superficie de la Tierra. Si bien la profundidad promedio de los océanos es de aproximadamente 3800 m, las partes más profundas son de casi 11000 m. El entorno marino tiene un volumen total (aproximadamente 1370 x 10 6 km 3 ) que es 300 veces más grande para la vida que el volumen de la tierra y el agua dulce juntos. [1] [4] Se cree que los primeros organismos se originaron en los océanos antiguos, mucho antes de que aparecieran formas de vida en la tierra. La biología oceánica está dominada por organismos que son fundamentalmente diferentes de los organismos en la tierra y las escalas de tiempo del océano son muy diferentes a las de la atmósfera (mientras que la atmósfera se intercambia globalmente cada 3 semanas, el océano puede tardar 1000 años). [2] Por estas razones, no podemos hacer suposiciones sobre la vida en el océano basándonos en lo que sabemos de los modelos terrestres y atmosféricos. La gama de diversidad de vida en el océano es una de las principales motivaciones detrás del estudio continuo de la oceanografía biológica. Esta diversidad implica la necesidad de utilizar una variedad de equipos y herramientas para estudiarla. Como los organismos oceánicos son mucho más inaccesibles y no se observan fácilmente (en comparación con los organismos terrestres), el crecimiento del conocimiento es más lento y existe una necesidad constante de mayor exploración y estudio.
La segunda motivación principal detrás del estudio continuo de la oceanografía biológica es el cambio climático . La oceanografía biológica está estrechamente vinculada con la oceanografía física y química y los detalles que aprendemos de la oceanografía biológica nos brindan información sobre el panorama general y nos ayudan a construir modelos de procesos a mayor escala. Estos modelos son aún más críticos cuando el medio ambiente global está cambiando a un ritmo sin precedentes. Existen patrones globales en las condiciones ambientales, como cambios en el pH, la temperatura, la salinidad y el CO 2 , pero no en todas partes se observa el mismo cambio. El océano hace que la Tierra sea habitable a través de la regulación del clima de la Tierra y procesos como la producción primaria que proporcionan oxígeno como subproducto. La biología es fundamental para facilitar algunos de estos procesos, pero con el cambio climático y los impactos humanos, el entorno oceánico está cambiando constantemente y, por lo tanto, requiere una investigación constante y continua.
Algunas de las principales preguntas que los oceanógrafos biológicos intentan responder pueden incluir: ¿qué tipos de organismos habitan diferentes sectores y profundidades del océano y por qué? Una gran cantidad de investigación oceanográfica biológica estudia la producción de materia orgánica por la vida oceánica y examina qué factores afectan a su crecimiento y, como resultado, las tasas de producción de materia orgánica . Algunos oceanógrafos biológicos analizan las relaciones entre los propios organismos, desde los microbios hasta las ballenas, y otros analizan las relaciones entre ciertos organismos y las características químicas o físicas del océano. Los oceanógrafos biológicos también buscan responder preguntas con un impacto más directo e inmediato en los humanos, como preguntar qué podemos esperar cosechar del mar y responder cómo el clima, las estaciones o los desastres naturales recientes pueden afectar la cosecha de las pesquerías. Algunas de las principales preguntas en este momento y para el futuro es analizar cómo afectará el cambio climático a la biota oceánica .
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