Clase 17 Oceanografía PDF

Oceanografía CS1007C Dr. Rodrigo Veas ([email protected])  OCEANOGRAFIA BIOLOGICA ▪ La oceanografía biológica estudia los procesos biológicos que ocurren en los océanos. ▪ Describir por ejemplo cómo la física (i.e., hidrografía, luz), química (i.e., nutrientes) y biolo...

Oceanografía CS1007C Dr. Rodrigo Veas ([email protected])  OCEANOGRAFIA BIOLOGICA ▪ La oceanografía biológica estudia los procesos biológicos que ocurren en los océanos. ▪ Describir por ejemplo cómo la física (i.e., hidrografía, luz), química (i.e., nutrientes) y biología (i.e., producción primaria, tramas tróficas) interactúan para determinar: Distribución espacial de los organismos Abundancia Composición de especies Composición bioquímica Ciclos biogeoquímicos Interacciones tróficas de comunidades Períodos de desove.  Divisiones ecológicas básicas del Océano Ecosistema Pelágico (significa despegado del fondo): desde la superficie a grandes profundidades Ecosistema Bentónico (significa fondo): comprende el piso oceánico e incluye áreas intermareales y arrecifes de coral. Ecosistema Nerítico (plataforma continental) Ecosistema Oceánico El ecosistema Pelágico comprende 2 tipos básicos de comunidades marinas: Plancton (“errante”): Conjunto de organismos de diferentes especies que viven en la columna de agua y no pueden vencer las corrientes horizontales. Necton: Conjunto de organismos de diferentes especies que son capaces de vencer con su natación las corrientes.  El sistema Bentónico… Bentos: Comunidad formada por organismos que viven sobre o en el interior de un sustrato. Sustrato duro: Rocas, adheridos sobre estructuras duras de otros organismos, o estructuras artificiales (fouling). Sustrato blando: Sedimentos.  Plancton Holoplancton: Organismos que durante todo su ciclo de vida permanecen en la columna de agua. Meroplancton: Organismos que durante una fase de su ciclo de vida son planctónicos (Ej, fases larvales de organismos bentónicos).  Clasificación del Plancton por tamaño y categoría Tamaño Categorías Femtoplancton 0.02 -0.2 μm (virioplancton y arquea) Picoplancton 0.20 -2.0 μm (bacterio, micoplancton) Nanoplancton 2.00 -20 μm (mico, fito, proto y zooplancton) Microplancton 20.0 -200 μm (fito y zooplancton) Mesoplancton 0.2 -20 mm (mesozooplancton) Macroplancton 2 -20 cm (metazooplancton) Megaplancton 20 -200 cm (metazooplancton)  METABOLISMO EN EL OCÉANO Autotrófico: Reducen CO2 para obtener C-orgánico. Heterotrófico: Obtienen carbono y energía desde carbono orgánico existente (C-orgánico). FITOPLANCTON Y PRODUCCION PRIMARIA Fitoplancton: Organismos del plancton, de pequeño tamaño (2 a 500 µm), que realizan fotosíntesis en lo primeros metros de la columna de agua. Muy abundantes en zonas productivas donde existe un afloramiento de aguas profundas ricas en nutrientes (i.e. Áreas de surgencia). Base de las tramas tróficas en ecosistemas acuáticos. Diversidad de grupos Diatomeas Dinoflagelados Nanoflagelados Cianobacterias 15 – 100 µm 15 – 100 µm 2 - 20 µm < 2 µm !!!!  Conceptos importantes Biomasa: Masa de un componente del ecosistema (organismos) por unidad de área o volumen (mg/m3). Producción: Parte de la energía asimilada que es retenida e incorporada en la biomasa del organismo. Producción Primaria: Cantidad de material orgánico sintetizado desde sustancias inorgánicas por unidad de área o volumen. Productividad: Es la tasa en la cual una cantidad de material orgánico es producido por los organismos. Productividad Primaria?  Producción Primaria Productividad primaria bruta: Tasa de producción de Carbono orgánico, a través de la reducción de CO2 por fotosíntesis. Productividad primaria neta: Productividad primaria bruta, menos la respiración. Ejemplos unidades de medida para las mediciones de Productividad: mg C m-2 d-1 mol C L-1 d-1 mol O2 L-1 d-1  ¿Qué nos indica el contenido de pigmentos en una muestra de agua? Aproximación de la biomasa relativa de fitoplancton en una muestra de agua. En forma rutinaria, la concentración de Clorofila es una medida relativa de la biomasa de fitoplancton (g chla L-1) --- BIOMASA FITOPLANCTONICA BIOMASA FITOPLANCTONICA: Da una idea de la producción primaria (pero NO ES = PP!) Cantidad de tejido vegetal producido por fotosíntesis en el tiempo --- Productividad Primaria  ¿Qué factores limitan la Producción Primaria en el océano? Nutrientes para: Proteínas (50% de la biomasa celular): H, C, O, N, S. Lípidos (10% de la biomasa celular): H, C, O, P. Ac. Nucleicos: H, C, N, O, P. Carbohidratos (20% biomasa celular): H, C, O. Micronutrientes (por ejemplo: Fe) Luz Temperatura  Zooplancton Taxonómica y estructuralmente diverso Rango de tamaño: Organismos microscópicos algunos metros (unicelulares) (e.g., medusas) A pesar que el zooplancton es capaz de moverse, son arrastrados por las corrientes horizontales. Pueden ser: herbívoros, carnívoros, omnívoros ó detritívoros Clasificación en base a su hábitat (Neríticos y Oceánicos) o por la extensión de su residencia en el ambiente pelágico (holoplancton y meroplancton ).  Zooplancton Tamaño Categorías Femtoplancton 0.02 -0.2 μm (virioplanctony arquea) Picoplancton 0.20 -2.0 μm (bacterio, micoplancton) Nanoplancton 2.00 -20 μm (mico, fito, proto y zooplancton) Microplancton 20.0 -200 μm (fito y zooplancton) Mesoplancton 0.2 -20 mm (metazooplancton) Macroplancton 2 -20 cm (metazooplancton) Megaplancton 20 -200 cm (metazooplancton)  Zooplancton Holoplancton: Organismos que durante todo su ciclo de vida permanecen en el plancton. Siphonophora Copepoda Thaliacea (salpas) Euphausiacea Amphipoda  Zooplancton Meroplancton: Organismos que durante su fase larvaria o juvenil forman parte del plancton Cerca del 70% de los invertebrados marinos liberan sus huevos o embriones a la columna de agua, y la larva resultante se hace parte de la comunidad planctónica. Dependiendo de la especie, las larvas meroplanctónicas pueden estar desde unos pocos minutos hasta 6 meses (o excepcionalmente años) en el plancton antes que se posen sobre un substrato y se produzca su metamorfosis a una forma adulta bentónica.  Larvas Meroplanctónicas Huevos de peces y larvas de peces se llaman ictioplancton. Algunos peces pegan sus huevos al sustrato; los salmonideos, colocan sus huevos en la gravilla de los riachuelos y el arenque coloca sus huevos en pastos de mar o directamente en el fondo. La mayoría de los peces marinos liberan huevos planctónicos libre-flotantes (e.g., sardinas, anchoveta, atún) Bentos Sustrato duro (rocas) provee sitios de adhesión y protección para especies sésiles (e.g., bivalvos) durante su vida adulta. Sustrato blando (sedimentos) provee sitios de alimentación y protección para organismos escavadores (e.g., poliquetos) Bentos Epifauna bentónica: Organismos que viven sobre el sustrato. Pueden ser: sésiles, coloniales, movilidad restringida o nadadores. Lenguado Anemonas Foraminiferos Bentos Infauna bentónica: Organismos que viven al interior del sedimento. e.g., Poliquetos  Algunos Organismos Bentónicos con Estados de Desarrollo Planctónicos Decápoda Polychaeta Larvas: Larvas: Trocófora - Zoea Metatrocófora - Megalopa Nectochaeta Larvas: Cirripedia Bivalvia Larvas: - Nauplius Trocófora - Cypris Veliger  CADENA TRÓFICA v/s TRAMA TRÓFICA El concepto de “cadena trófica” es una conveniencia teórica y un intento por reducir la compleja naturaleza de los ecosistemas marinos (Odum 1972). De hecho, no existe una simple cadena trófica, y prácticamente todos los organismos pueden ser comidos por más de un depredador, y la mayoría de los animales, comen más que una especie de alimento. Es por ello que hablamos de una “trama trófica” en la cual existe una interacción múltiple entre los organismos que la constituyen. CADENA TRÓFICA CLÁSICA  Tamaño del productor primario y el largo de la cadena trófica (-) (-) (+) Concentración de Nutrientes Tamaño Productor Primario Largo Cadena Trófica (-) (+) (+) Juan A. Placencia 3.