XIII. METODOLOGÍA Y ESTUDIO PARA EL EQUIPO DE LA OCEANOGRAFÍA BIOLÓGICA

LAS NECESIDADES alimenticias y económicas de un mundo en el que la población crece de manera progresiva y en el que la agricultura y la ganadería, fuentes tradicionales de la alimentación de los pueblos, ya no producen lo suficiente para atender estas necesidades de la población, han llevado a los hombres de ciencia y, en particular, a los biólogos, a incrementar los estudios sobre los recursos vivos del mar, para buscar soluciones a este problema actual de la humanidad. Por ello, en el presente siglo, el estudio de los seres vivos del océano, que representa la llamada oceanografía biológica, ha aumentado considerablemente.

Julio Verne, en su libro Veinte mil leguas de viaje submarino, describe que los tripulantes que viven en una estructura submarina se cubren con trajes de buzo y salen, a través de compartimentos estancos intermedios, a recolectar plantas marinas y criar cardúmenes comestibles. Este autor, por ignorar muchas de las verdaderas dificultades de vivir bajo el agua, concibió que era muy fácil que el hombre pudiera hacerlo y supuso que proporcionándole aire adecuado para respirar y trajes para mantenerlo seco podría vivir en el fondo del océano sin tomar en cuenta la profundidad y la presión; factores que, como el frío y la falta de visibilidad, fueron pasados por alto como cosa natural. La realidad ha superado a los sueños que algunas personas tienen de vivir bajo el agua, y actualmente los problemas prácticos se han ido resolviendo uno por uno, de manera que el hombre ha logrado permanecer cada vez más tiempo sumergido y alcanzar mayores profundidades.

Los oceanógrafos biológicos, también llamados biólogos marinos, van a realizar estudios sobre los fenómenos que suceden a los seres vivos tanto vegetales como animales que habitan en el mar. Los estudios principales comprenden temas sobre la morfofisiología de los organismos, es decir, la manera como se estructuran y funcionan, haciendo la correcta identificación taxonómica; su distribución en las diferentes zonas del océano; el entendimiento de su ciclo vital y los problemas de genética, o sea, cómo se transmiten sus caracteres hereditarios, con lo que se llega a obtener, como últimas conclusiones, lo relacionado con su origen y con su evolución, desarrollando para ello el diseño de métodos de colecta y transporte, cultivo, coloración preservación, etcétera.

La investigación sistematizada sobre la historia natural de las costas se inició en el siglo XVIII, cuando el botánico sueco Carl von Linneo estableció el sistema para la clasificación de plantas y animales, el cual fue perfeccionado a través de los tiempos, lo que permitió identificar a los organismos oceánicos, elaborándose una serie de publicaciones, como los catálogos de moluscos, de peces, de organismos que viven en aguas costeras, etcétera.

Dentro de los vegetales, el estudio de las bacterias ha adquirido gran importancia en oceanografía biológica. Ellas son las responsables de intercambios energéticos a muy bajo nivel, ya que pueden reducir sustancias químicas inorgánicas y obtener de ellas el oxígeno que precisan para su supervivencia, oxígeno que entra así a formar parte del ciclo de la vida en el mar; además de realizar estas reducciones, se liberan otras sustancias como nutrientes, que son aprovechadas principalmente por el fitoplancton, como el sílice que utilizan las diatomeas. También las bacterias contribuyen en la síntesis de vitaminas de los organismos marinos y sobre todo influyen en la formación de la vitamina B12.

Como consecuencia de la misión tan importante que desarrollan las bacterias en el océano, se ha procedido a la preparación de técnicas especiales que permitan obtener muestras de bacterias estériles, ya que la contaminación es un riesgo muy difícil de evitar.

Para la obtención de estas muestras se utilizan modelos especiales de botellas oceanográficas, modificadas de las Nansen, las cuales es necesario esterilizar antes de introducirías en el agua. Una vez que se obtiene el agua, se hacen las diluciones que se siembran en medio de cultivos adecuados como son los preparados con caldos nutritivos, que se solidifican con base en gelatina o ágar, y que contienen gran cantidad de nutrientes, lo que permite que las bacterias se desarrollen.

Una vez cultivadas las bacterias, se procede a identificarlas, utilizando técnicas especializadas de tinción; a su recuento; a la estimación de su actividad, y a conocer su significado en los ciclos biológicos que se llevan a cabo en los mares.

Para una mayor comprensión y conocimiento de estos ciclos y de los seres que viven en los océanos son muy necesarios los estudios que se realizan sobre el plancton, que pueden ser cualitativos, o sea, la identificación, observación y dibujo de las diferentes especies que lo forman, o cuantitativos, que permiten calcular la abundancia de estas especies.

La presencia de un mayor o menor número de organismos en el plancton proporciona datos indirectos sobre los demás pobladores de los mares y sobre las características mismas del agua, puesto que, por ejemplo, una buena cantidad de plancton significa mayor abundancia de alimento para los peces que de él se nutren; asimismo, un predominio de algas verdes es indicio de una buena iluminación y oxigenación del agua.

En la investigación del plancton se utilizan, para su colecta, las redes y los tomamuestras, las primeras para el estudio cualitativo y los segundos para el cuantitativo. Su transporte, fijación y conservación se hace en frascos, generalmente de 250 a 500 centímetros cúbicos y de boca ancha. Para su fijación se utilizan soluciones acuosas de formol al cuatro por ciento, preparado con agua de mar y neutralizado con borato de sodio, así como otros fijadores como los preparados con base en yodo y potasio, lugol, que fija y conserva a los organismos coloreándolos al mismo tiempo.

La observación del plancton se hace utilizando al microscopio estereoscópico, que permite distinguir a los organismos de mayor tamaño del plancton como a los copépodos y medusas, así como a los más pequeños, por ejemplo, los radiolarios y los foraminíferos. Para el recuento se emplea el microscopio invertido de Utermohl, que enfoca el fondo de la cámara de vidrio donde los organismos del plancton se han sedimentado, evitando que se mojen las lentes.

Los organismos macroscópicos del océano han llamado la atención de la humanidad durante siglos, desde que aprendió que el mar era una fuente de alimento que podía aprovecharse. Los biólogos no tardaron en sentirse intrigados por la desconcertante variedad de vida que se encuentra a lo largo de las costas, entre los arrecifes de coral, en el mar abierto o en las grandes profundidades del océano.

Pronto los estudios de los seres que habitan en las orillas del mar se convirtieron en una parte tradicional de las ciencias biológicas; sin embargo, la gran masa oceánica sigue siendo, en parte, un reino misterioso y sólo algunos científicos se enfrentaron en realidad a tratar de obtener conocimientos sobre ella.

Para iniciar el estudio de los organismos macroscópicos que se localizan en la orilla del mar, la recolecta de las muestras se hace produciendo un agujero con una pala pequeña hasta llegar al agua subterránea. La arena separada se pasa a través de un tamiz, de diferente abertura, quedando los organismos entre la malla; éstos se llevan rápidamente al laboratorio o se fijan y conservan en formol al 10 por ciento para su estudio posterior.

Cuando se quiere hacer mediciones cuantitativas, se toma la muestra con un tubo de diámetro conocido que se introduce en la arena verticalmente. La columna de arena así recolectada se puede dividir cuidadosamente en discos de grosor variable que se examinarán separadamente, con la lupa o con el microscopio.

En la zona de la costa que está sometida al oleaje, las condiciones de vida son muy características y diversas, por lo que los métodos de colecta y estudio varían según el tipo de costa. En las zonas rocosas viven sobre las piedras y en las oquedades algas y animales cuya colecta se recomienda realizarla durante la marca baja, ya que es cuando muchos organismos quedan al descubierto; se capturan con pinzas y se colocan en tubitos con tapón de corcho. Así se transportan hasta el laboratorio, en donde después se estudian.

Al alejarse de la playa para investigar sobre los organismos que viven en la plataforma continental se hace necesaria la utilización de embarcaciones que van desde lanchas de unos cuantos metros de eslora, hasta los grandes barcos de investigación con un complejo equipo de trabajo.

La investigación en oceanografía biológica se intensificó a finales del siglo XIX, cuando se realizó la campaña del Challenger, en que se empleó uno de los primeros barcos equipados específicamente para estudios del mar; las muestras recolectadas han permitido a los científicos publicar miles de trabajos sobre biología marina y, todavía, a algunas de estas muestras les falta ser procesadas.

A partir de aquel momento, el estudio de la biología del mar ha ido a un ritmo creciente, ayudado por muchos barcos oceanográficos y también por laboratorios marítimos en las costas. El progreso ha sido especialmente acelerado a partir de 1930, con el desarrollo de nuevo equipo, tal como las redes para el muestreo rápido a grandes profundidades, las cámaras subacuáticas y los equipos electrónicos.

Para los estudios biológicos en la plataforma continental se han empleado diferentes tipos de redes para la captura de los organismos.

Las redes de arrastre pueden diseñarse de muy diversas maneras, pero siempre se toma en cuenta el lugar donde van a ser utilizadas. Una red de colecta que ofrece magníficos resultados en biología marina es la red de prueba utilizada en la captura del camarón, llamada changuito, que es igual a la red comercial con la que se pesca este crustáceo, pero de dimensiones pequeñas.

Otro tipo de redes de colecta son las que se utilizan a media agua y en la superficie; éstas permiten concentrar, principalmente, a los peces que nadan en estas regiones del océano.

También para recolectar las especies que forman el bentos marino se utilizan las dragas, con el inconveniente de que sólo pueden recoger las muestras de una zona restringida del piso marino.

La mayor parte de los trabajos de biología marina han permitido a los investigadores ir identificando a los organismos para darles un nombre científico y arreglarlos en diferentes grupos llamados taxonómicos, según las semejanzas o afinidades de su morfología, de su funcionamiento y del lugar donde viven, tratando siempre de interpretar sus relaciones evolutivas.

También los biólogos estudian el ciclo de vida para conocer la época de reproducción, la madurez sexual, el apareamiento, el desove y las fases por las que pasa durante su desarrollo; el crecimiento, tanto del individuo como de la población, para entender la dinámica de las mismas, lo que es básico para calcular la abundancia de la especie sobre todo si se desea aprovecharla.

Los biólogos marinos estudian el ciclo energético en el océano, es decir, cómo para la energía expresada en calorías, a través de los diferentes niveles tróficos, para poder calcular la cantidad de materia orgánica fabricada. Esto permite conocer las posibilidades de producción de una determinada región oceánica. A la cantidad total, en peso, de materia orgánica que se encuentra en cada nivel trófico, se le llama biomasa, y muchos de los estudios biológicos contemporáneos están enfocados a calcular la biomasa marina en los distintos mares.

Los estudios de ecología marina se han desarrollado a pasos agigantados, interesando cada vez más a los investigadores las relaciones de los organismos con su medio ambiente, no sólo en una forma individual sino también en las poblaciones de comunidades bióticas. Se debe entender por población a un conjunto de individuos de la misma especie que se encuentra en una región particular; y por comunidad biótica, al conjunto de especies que interactúan en su medio ambiente estable o ecosistema.

Las relaciones que se dan en los ecosistemas pueden ser de tres tipos: las que se establecen entre los organismos que la forman, las que se presentan entre estos organismos y el medio ambiente, y las que existen entre los elementos del medio físico. Estas relaciones permanecen iguales mientras las condiciones del ambiente sean estables, pero si cambian, también lo hacen el tipo y número de especies, así como el tamaño de la población, produciéndose las sucesiones ecológicas, que pueden llevar a formar una comunidad estable llamada comunidad clímax.

Los oceanógrafos biológicos están dedicando gran parte de su tiempo a entender la dinámica de los ecosistemas marinos, tratando de elaborar modelos matemáticos que les permitan hacer predicciones, con el fin de aprovechar las especies que en ellos se encuentran y conservarlas.

Una vez identificadas las especies, además de tener entendido cómo se relacionan para formar comunidades, se estudia su distribución en el planeta en relación con los climas, y la evolución que han ido sufriendo las mismas, pudiéndose establecer y registrar los lugares donde han sido encontradas determinadas especies, vegetales o animales, cosa que corresponde a la biogeografía.

El avance de la tecnología en los estudios de la ecología y biogeografía marinas ha progresado y proporcionado adelantos considerables en los últimos 10 años, con la aplicación de las técnicas de la química de masa como la espectrofotometría, colorimetría y cromatografía; las de sensores remotos; la de modelos matemáticos, y la tecnología de computadoras.

Estas investigaciones de los biólogos marinos han permitido establecer las bases para poder cultivar algunas especies, mejorando las condiciones del medio, como es el caso de las que viven en las lagunas litorales, donde los ingenieros realizan obras de dragado y otras, que mejoran dichas condiciones del habitat, permitiendo que las especies alcancen su óptimo de vida.

En el cultivo de especies, los biólogos marinos aportan los fundamentos para realizar las técnicas de acuacultura; ellos indican las épocas de reproducción, los métodos de cruza, el cuidado de las crías, las dietas alimentarias, con el fin de que los industriales las pongan en práctica a nivel comercial.

Asimismo, el estudio de la oceanografía biológica se ha derivado de la práctica de la construcción de acuarios marinos que, como tal, nació a mediados del siglo XIX, aunque los primeros registros sobre el mantenimiento de especies marinas en cautiverio datan del siglo I antes de Cristo, cuando los patricios romanos, cansados de comer peces salados y no queriendo depender de la pesca, empezaron a construir viveros en sus villas situadas en la costa, en donde renovaban sus aguas manteniendo abierta una comunicación con el mar. También aprovecharon para viveros los lugares adecuados entre las rocas, realizando incluso construcciones submarinas con muros de cierre. De ellos quedan muchos vestigios a lo largo de la costa mediterránea.

A finales del siglo XVIII el gran avance de las ciencias, producido al abandonarse las teorías clásicas y nacer el afán de la observación directa de los fenómenos de la naturaleza, desencadenó la necesidad de mantener animales marinos vivos en cautiverio para llegar a saber el cómo y el por qué de sus comportamientos. Los primeros ensayos realizados no fueron del todo satisfactorios, ya que no se utilizó agua que estuviera en continua circulación.

En 1858 el inglés William Lloyd ideó un ingenioso sistema para hacer circular el agua, lo que representó un extraordinario avance; sin embargo, los acuarios se instalaron con preferencia junto al mar, tomando el agua directamente de él.

En la actualidad, estos acuarios proliferan por todas partes, junto al mar o lejos de él, puesto que las técnicas modernas ponen al alcance del hombre los medios para regenerar el agua cuando ello es indispensable. Incluso parece que los acuarios han quedado pequeños, ya que se han construido en distintos países grandes "oceanarios", donde viven hasta mamíferos marinos de gran tamaño.

Hoy día se han intensificado los estudios del comportamiento de las especies marinas en cautiverio; por ejemplo, con los tiburones se hacen experimentos para conocer sus hábitos alimenticios, de visión, agresividad, con objeto de entenderlos mejor y proteger al hombre tanto en las playas como en alta mar.

En los mamíferos marinos, los estudios de comportamiento han alcanzado gran desarrollo; a los delfines se les ha entrenado para que vigilen las costas de la entrada de embarcaciones extrañas: cuando el delfín detecta una que no pertenece al puerto, enciende una alarma que avisa a la oficina de control para que investigue. A estos delfines y a las ballenas se les educa para desarrollar actividades en espectáculos públicos en los parques recreativos.

Los acuarios han representado una posibilidad para que los investigadores puedan observar por largo tiempo a los seres vivos del océano, pero también el hombre ha utilizado su ingenio desde la prehistoria para introducirse, de alguna forma, en los grandes espacios submarinos, y para tratar de llegar a las profundidades oceánicas y así estudiar a los organismos. En esta penetración ha utilizado desde el buceo a pulmón libre hasta los batiscafos, submarinos y estaciones fijas que se han situado en el fondo del mar; sin embargo, por los problemas de la presión, para poder explorar los misterios de los abismos eternos y oscuros, actualmente el hombre debe contentarse muchas veces con enviar máquinas que hagan las veces de sus ojos, sus oídos y sus manos, y así observar el fascinante mundo biológico que en estas profundidades existe.

Los adelantos en oceanografía biológica le han permitido aprovechar cada vez mejor los recursos vivos que el mar ofrece; por ejemplo, la bioquímica marina ha sido la base de la industria farmacológica de productos obtenidos de organismos marinos, y el estudio de la dinámica de poblaciones y de las cadenas de alimentación han sido fundamentales para el establecimiento de las pesqueras y para la creación de los métodos de estudio que se aplican en la investigación pesquera.

Si se pudiera predecir el futuro de la humanidad, se vería que posiblemente estará íntimamente relacionado con el aprovechamiento de los recursos renovables marinos, ya sea la flora o la fauna, lo cual hace realidad mediante aceleradas técnicas para la utilización racional de estas riquezas que el mar le proporciona. Los oceanógrafos biológicos cada día aportan nuevos conocimientos sobre los organismos del océano y permiten ir alcanzando una de las metas más prometedoras que la humanidad se haya podido fijar: el total conocimiento y dominio de los seres marinos.