IV. EL FITOPLANCTON Y LA PRODUCTIVIDAD MARINA
CUANDO se escucha la expresi�n de que "toda carne es hierba" seguramente se tiene como intenci�n se�alar que todo el alimento que los animales y el hombre consumen proviene directa o indirectamente de los vegetales verdes. Estos son los �nicos capaces de incorporar a la materia org�nica la energ�a solar, de modo que dichos vegetales son el primer eslab�n de toda cadena de alimentaci�n. Adem�s de la luz del Sol los vegetales verdes necesitan, para vivir, crecer y multiplicarse: agua, bi�xido de carbono y ciertas sales minerales en soluci�n, principalmente nitratos y fosfatos, y representan la �nica fuente que forma sustancias org�nicas o alimento. A lo anterior se le llama productividad primaria o simplemente producci�n, y su acci�n se aprecia tanto en los continentes como en el oc�ano, sobre todo en los mares poco profundos.
Desde el punto de vista biol�gico se debe entender a la producci�n como toda la materia org�nica que se forma durante un tiempo determinado en un espacio definido.
El fitoplancton representa la entrada de la energ�a solar a los ecosistemas marinos y la base de su mantenimiento; adem�s, es el encargado de producir la materia org�nica que posteriormente ser� aprovechada por los fit�fagos, luego por los zo�fagos y finalmente por los detrit�fagos y las bacterias que desintegran los restos, formando la sustancia inorg�nica con la que el fitoplancton iniciar� nuevamente el ciclo de la materia.
La fecundidad de cualquier masa de agua natural depende de la actividad de sus vegetales verdes y �sta, a su vez, est� determinada por otros factores, como son: la cantidad de energ�a radiante procedente del Sol; las caracter�sticas fisicoqu�micas del agua, como la temperatura; su contenido en ciertas sales minerales o nutrientes; las caracter�sticas de los fondos marinos; el estado fisiol�gico del fitoplancton, y la acci�n de los animales.
Cuando se observa al oc�ano parece como un desierto de color gris o azul, aparentemente est�ril. Es dif�cil a veces creer que en �l se presente mayor productividad que en los continentes; sin embargo, el esquema general de la vida en el mar es, en esencia, similar al que se aprecia en la tierra. En el mar los vegetales verdes son tambi�n los productores de alimento. All� los animales comen las plantas y a su vez son devorados por otros animales, y mientras, las bacterias descomponen todos los restos org�nicos. Las plantas verdes marinas requieren de la luz solar y los nutrientes fertilizantes, lo mismo que las plantas terrestres necesitan el abono para poder formar la sustancia org�nica.
Es com�n estar familiarizado con los productores org�nicos que habitan en los continentes, es decir los �rboles, las hierbas, los distintos cultivos, etc�tera. Las plantas marinas m�s grandes, representadas por las algas y los vegetales herb�ceos marinos, son tambi�n muy conocidas por todo el que viva cerca de una playa. Tal como ocurre con sus semejantes en la tierra, estas plantas acu�ticas deben crecer fijas al fondo por medio de ra�ces y como necesitan la luz solar para realizar su acci�n fotosint�tica, s�lo se encuentran a profundidades donde penetra la luz, es decir no m�s all� de los 100 metros cuando el agua del mar es transparente y s�lo a 10 metros en aquellos lugares donde las aguas son turbias; por estas razones la distribuci�n de dichos vegetales se limita a una franja alrededor de la zona costera, y ocupan una superficie que representa el 1% del �rea oce�nica mundial.
Estos vegetales marinos grandes no s�lo son relativamente significativos desde el punto de vista de su distribuci�n total y de su abundancia, sino que tienen escasa importancia dentro de las cadenas de alimentaci�n del oc�ano, ya que son pocos los animales que se alimentan directamente de ellos.
La principal fuente marina productora de materia org�nica es la comunidad de organismos microsc�picos unicelulares que aparecen en las aguas superficiales de todos los oc�anos del mundo. Estos seres min�sculos, muy distintos en su forma y estructura y que pertenecen a grupos de vegetales y de protistas muy diferentes, son conocidos colectivamente como fitoplancton.
Por no poderse observar a simple vista, pasa inadvertida su presencia, as� como su papel fundamental en la econom�a del mar. Estos organismos se hacen notar en algunas oportunidades, cuando son abundantes transmiten al agua del mar una coloraci�n verde, parda o rojiza, color que depender� de las especies que se encuentren y del color de su pigmento; otras tienen la propiedad de la bioluminiscencia y pueden dar al mar una fosforescencia verde azulosa.
Sin embargo, estas manifestaciones visibles son poco frecuentes. A pesar de ello, el fitoplancton se localiza en todas las aguas superficiales del mar, adapt�ndose r�pidamente a cualquier cambio en las condiciones fisicoqu�micas del oc�ano; por ejemplo, en la temperatura y salinidad. Las especies que forman el fitoplancton var�an mucho de un tipo de ambiente a otro, pero a todas corresponde la misma funci�n dentro de la cadena de alimentaci�n: producir la materia org�nica del oc�ano.
Por requerir de la luz del Sol para su actividad fotosint�tica, el fitoplancton est� limitado al estrato superficial, ya que los rayos s�lo penetran en estas capas, en donde, a medida que las plantas crecen y aumentan en n�mero, se absorbe una porci�n cada vez mayor de esta radiaci�n, reduciendo as� la penetraci�n de la luz hasta aguas m�s profundas e incrementando su propia provisi�n de luz.
En las regiones m�s productivas del oc�ano el fitoplancton es tan denso que absorbe toda la energ�a solar ya dentro de los primeros 5 metros o aun menos. De este modo, el proceso de la productividad org�nica en el mar se limita a un estrato muy delgado de la superficie, que corresponde a la cent�sima parte del volumen total del oc�ano.
En el proceso de la fotos�ntesis, los organismos utilizan la energ�a solar en una complicada serie de reacciones bioqu�micas para combinar el bi�xido de carbono con el agua y las sales minerales y as� formar sustancia org�nica, desprendi�ndose ox�geno en las reacciones. En el medio terrestre, la disponibilidad de bi�xido de carbono y de agua puede ser limitativa para el crecimiento y, en algunos lugares como los desiertos, para la existencia misma de las plantas. Esto no sucede en el mar, donde el agua no constituye problema y donde hay una gran reserva de bi�xido de carbono en forma de carbonatos o bicabornatos disueltos en ella.
Los organismos del fitoplancton requieren, adem�s de la luz y el bi�xido de carbono, nutrientes esenciales representados por los nitratos y fosfatos que se encuentran siempre en el agua del mar en cantidades que exceden a sus necesidades; sin embargo, estos elementos son asimilados por los organismos de manera tan completa que se ven reducidos a concentraciones imperceptibles en las aguas superficiales del oc�ano.
Cuando esto sucede, la producci�n primaria de materia org�nica y el crecimiento posterior de las poblaciones de fitoplancton quedan limitados por la cantidad de nutrientes y se pueden absorber totalmente. El agotamiento de �stos se presenta fundamentalmente en la zona euf�tica, donde se lleva a cabo la fotos�ntesis.
A medida que muere el fitoplancton o los animales que de �l se alimentan, o cuando eliminan sustancias de desecho por medio de la defecaci�n o de la excreci�n, estas sustancias son r�pidamente atacadas y desintegradas por las bacterias, form�ndose nuevamente los nutrientes que pueden ser utilizados otra vez por los seres del fitoplancton. Este ciclo se repite indefinidamente en tanto la fotos�ntesis contin�e.
Como el oc�ano es un sistema abierto de producci�n de alimento, siempre se estar� formando nuevo, aunque existen las zonas profundas en donde no se produce. Cualquier organismo que se hunda o se desplace fuera del estrato euf�tico representa una p�rdida neta de materia �rg�nica, junto con su contenido propio y esencial de nutrientes. Esta p�rdida podr�a representar una fracci�n muy peque�a de la producci�n org�nica total, pero en un periodo suficientemente prolongado, llevar�a al empobrecimiento de las aguas menos profundas del mar.
Esto hace que el mar deba desarrollar un mecanismo para devolver los nutrientes de las profundidades al estrato euf�tico, pues en caso contrario el mar se volver�a est�ril. En el oc�ano se presenta una serie de condiciones hidrodin�micas y meteorol�gicas muy variables, tanto estacional como geogr�ficamente, que permiten recuperar estos nutrientes al presentarse los movimientos del oc�ano llamados de surgencia, los que hacen que algunas zonas sean muy ricas en vida marina, mientras que otras son virtualmente desiertos biol�gicos.
En los mares tropicales y en las regiones templadas durante los meses de verano la radiaci�n solar entibia las aguas superficiales y establece zonas de diferente temperatura formando la llamada estratificaci�n t�rmica, la cual es muy estable e impide los movimientos de surgencia, lo que trae como consecuencia que estas aguas sean menos productivas. Este empobrecimiento es caracter�stica permanente en casi todos los mares tropicales y explica por qu� las m�s grandes pesquer�as se encuentran en las regiones fr�as del oc�ano.
Este hecho explica tambi�n el color azul intenso de los mares tropicales, como el que se presenta en el Mar Caribe frente a las costas de Quintana Roo o de Cuba, y no es m�s que una clara manifestaci�n de la falta de vida planct�nica y de materia org�nica en general. Se puede se�alar que la productividad primaria de las regiones oce�nicas templada y polar es del doble o m�s que la producci�n que se presenta en los mares tropicales, casi siempre pobres en nutrientes.
Las zonas cercanas a los continentes, en donde existe una mayor actividad de las aguas por la acci�n del oleaje, las mareas y las corrientes, presentan surgencias que les permiten contar con la cantidad suficiente de nutrientes compuestos principalmente por nitr�geno y f�sforo, form�ndose las zonas mas productivas; mientras que el oc�ano abierto, en donde las aguas pueden ser m�s tranquilas, no es un medio especialmente favorable para la producci�n de materia org�nica.
Por la concentraci�n biol�gica que se presenta en la zona cercana al continente no debe sorprender que las primeras pesquer�as comerciales del mundo est�n concentradas en la zona correspondiente a las plataformas continentales. No es s�lo un problema de facilidades ni de costos, ni de habilidad para navegar, lo que retiene a las flotas pesqueras cerca de la orilla; la experiencia ha demostrado que es el lugar donde se encuentran los peces.
Estas regiones costeras son cien veces m�s productivas por unidad de superficie que el mar abierto y se les considera entre las regiones que m�s producen en el planeta; tan s�lo rivalizan con las cosechas que el hombre establece en los continentes, intensamente cultivadas y abundantemente fertilizadas.
Uno de los lugares de mayor surgencia en el Oc�ano Pac�fico se encuentra al norte y al sur de la regi�n ecuatorial, donde se presentan estos fen�menos como resultado de la acci�n de los vientos alisios. Esta �rea, que tiene 1 300 kil�metros de largo y 80 de ancho, es una de las m�s ricas del mundo y en ella se capturan cerca de 15 millones de toneladas de diferentes tipos de especies marinas, lo que representa el 22% del total de la extracci�n comercial de pesca del mundo.
Otras importantes zonas de producci�n marina se localizan en las costas occidentales de los Estados Unidos y de M�xico, y en las costas noroeste y sureste del �frica. En el Mar Ar�bigo las surgencias se relacionan con los vientos monzones. Frente al Continente Ant�rtico existe una significativa zona de surgencia, donde se produce un peque�o crust�ceo llamado krill, el principal eslab�n en las cadenas de alimentaci�n de las enormes manadas de ballenas, que el hombre captura para su aprovechamiento. La alta productividad de esta regi�n y la existencia de grandes cantidades de krill est�n haciendo pensar al hombre en la mejor manera de aprovechar este recurso.
La materia org�nica producida por el fitoplancton es consumida por los animales herb�voros, que sirven de presa a los animales carn�voros del primer eslab�n de la cadena; �stos, a su vez, pueden ser v�ctimas de los carn�voros del segundo eslab�n, y as� sucesivamente.
En estas cadenas de alimentaci�n el rendimiento es cada vez menor conforme
se asciende en los eslabones y alcanza un 10% entre uno y otro, ya que el resto
de la materia org�nica que se asimila como alimento, se gasta en forma de energ�a
durante las funciones del organismo (movimiento, respiraci�n, reproducci�n,
etc�tera), o se pierde bajo la forma de restos org�nicos o detritos.
El animal herb�voro necesita 100 gramos de sustancias vegetales para fabricar 10 gramos de su propia carne; si un carn�voro ingiere estos 10 gramos de herb�voro, su peso s�lo aumentar� un gramo, y as� sucesivamente. Por lo tanto, se necesitan 100 gramos de algas para hacer 10 gramos de los peque�os crust�ceos cop�podos herb�voros, lo que corresponde a un gramo de carne de sardina que se alimenta de estos crust�ceos y a un d�cimo de gramo de carne de at�n, pez que devora a la sardina.
Hasta hace muy poco tiempo no se contaba con un m�todo seguro para medir la producci�n de materia org�nica en el mar. En 1952 el ocean�grafo dan�s Emer Nielsen invent� un m�todo que se basa en medir la cantidad de bi�xido de carbono que fija el fitoplancton en condiciones naturales o simuladas, utilizando para ello una sustancia qu�mica llamada carbono radiactivo trazador, que puede ser seguido con aparatos especiales para registrarlo y as� saber c�mo se comporta cuando lo fija el fitoplancton.
Este m�todo es, a la vez, muy sensible y f�cil de utilizar en las exploraciones oceanogr�ficas de rutina, y ha sido adoptado por los principales laboratorios oceanogr�ficos de todo el mundo. Desde entonces se ha podido acumular una gran cantidad de informaci�n sobre la productividad de las principales regiones oce�nicas.
Otro m�todo, m�s simple y menos costoso, fue desarrollado por el bi�logo noruego Gran y utilizado durante m�s de 40 a�os. Consiste en medir la cantidad de ox�geno producido por el fitoplancton. Esto permite evaluar la actividad met�bolica de los peque�os vegetales del fitoplancton, indicando de una manera aproximada la productividad primaria neta durante cierto periodo de tiempo.
La gran productividad primaria que presenta el fitoplancton marino ha hecho que se tenga la esperanza de alimentar a la humanidad directamente con estos peque�os organismos del mar. No es imposible que un d�a se logre este prop�sito; sin embargo, los problemas de recolecci�n del fitoplancton en gran escala o de su cultivo intensivo a�n no est�n suficientemente estudiados; tampoco se conoce la manera de hacerlos llegar al hombre a precio accesible y con un sabor agradable a su paladar. Se espera que la tecnolog�a pueda ayudar a resolver estos problemas y solucionar los planteados por el hombre en el mundo actual.
