Oceanografía Biológica

Presentación del tema: "Oceanografía Biológica"— Transcripción de la presentación:

1 Oceanografía Biológica

2 Concepto de oceanografía:
Según Alberto Brito: estudia los organismos que viven en el mar funcionando conjuntamente entre sí y con el medio a lo largo del tiempo, ya sea en aguas libres o en los fondo, incluyéndose los factores ambientales(naturales o incluidos por el hombre)

3 Historia de la oceanografía
Aristóteles: Siglo XVIII: * Linneo Siglo XIX: * Darwin , Beagle( descripción de la teoría del origen de los atolones) Hooker: describió las diatomeas realizaban fotodíntesis. Orsted: sedimentos de los radiolarios y foraminíferos E. Forbes:el primero en relacionar medio con los ssvv(hipótesis azoica)(por debajo de los 500m no había vida animal) Moelius: biocenosis Haeckel : desarrollo el concepto de bentos

4 Nueva era de la oceanografía
Challenger: Thomson, discípulo de Forbes: Descripción de numerosas especies Medición de la salinidad Distribución del plancton. * Hansen Fue el pionero en el plancton: organismos erráticos.

5 Etapa de laboratorios costeros
Se permiten hacer estudios a lo largo del tiempo. Época de la segunda guerra mundial.Hay grandes avances técnicos que impulsan a la oceanografía: -batiscafo ROVs : vehículos de control remoto, fotografía satálite. Batfish: es lo más: CTD, Censor óptico para medir clorofila

6 Modelo Hipotético/deductivo
Desarrollado por Popper: La hipótesis nula es contraria a la que nosotros creemos de nuestro modelo. Si la rechazamos, la H nuestra es buena y seguimos buscando más H nulas.

7 Ejemplo: Diadema Observaciones: en las zonas rocosas de los puertos abunda el erizo diadema Modelo o hipótesis:los puertos son el lugar idonio para el erizo H: a comprobar; los erizos no son más abundantes en los sitios abrigados. Experimento: muestreamos en puertos y fuera de puerto. Importante realizar réplicas para disminuir el azar, haciendo la media para contraste estadísticos.

8 Ejemplo: continuación.Resultados
Si no hay diferencias entre ambos sitios no podemos rechazar la H nula y nuestro modelo está mal realizado. Tendremos que empezar Mejorar el modelo

9 Medio físico Origen de las islas Canarias:
Grietas debidas a la compresión del océano-comtinete permiten la salida de magma (puntos calientes ) favoreciendo la salida de magma y la posterior formación de las islas. El atlas africano está producido por compresión y no por subsidiencia.

10 Medio físico Mesetas submarinas:
Emergieron y al no haber activudad volcánica se erosionaron para provocar su sumersión.

11 Partes del océano: Talud continental Margen continental
Llanura abisal: hasta 3000 mtrs. Azores e Islandia emergen de la dorsal oceánica. Canarias: sale de la plataforma, otras están en el talud.

12 Seamounts: caso de Madeira, son montes que emergen.
Banco de sea: no llega a aflorar, pudo ser una isla. Hierro: es muy joven, lo vemos por el tipo de erosión que tiene, es casi nula.

13 Distribución de las aguas:
Aguas neríticas: 3% son las que están pegadas a la costa. Zona litoral Aguas oceánicas: todas las demás.97% Zona epipelágica: es la parte superficial. hasta 200 m. profundidad Zona mesopelágica: hasta 2000m Zona batipelágica : hasta 4000m Zona hadalopelágica : hasta 11000m

14 Factores oceanográficos
Salinidad : no es un factor muy importante. De 33%o a 38%o se considera agua marina. A partir de los 500 m disminuye levemente El máximo se da a 300m.

15 TEMPERATURA FACTOR MÁS IMPORTANTE.
Controla distribución horizontal y vertical. Gradiente de temperatura de los polos a ecuador. Isotermas Diversidad mayor a mayor temperatura. División de la tierra según temperatura: *frías *templadas *subtropical *tropical

16 Comportamiento de la temperatura con la profundidad.
Capa de m Capa de mezcla. Termoclina permanente (desciende rápidamente). depende de la zona. Por debajo la temperatura desciende lentamente. Zona de upwelling: sólo en lugares costeros. Aporte de nutrientes P,N,Si desde el fondo a superficie.

17 Canarias: Calentamiento de agua en primavera en superficie, desciende con la profundidad. Termoclina estacional (sólo en verano) En otoño empieza a enfriarse y comienza la capa de mezcla. El agua fría desciende por tener mayor densidad.

18 Zona tropical No existe capa de mezcla
Por eso la producción es más baja, PERO CONSTANTE. No hay salida de nutrientes

19 Flujo de energía Casi el 100% se absorbe en los primeros 10 metros.
Primero se absorbe el rojo, luego el amarillo y por último el verde y el azul. En los trópicos es donde penetra más.

20 Nutrientes Aumentan con la profundidad Fenómeno de afloramiento

21 Clasificación según penetración de la luz.
Zona eutrófica: llega la luz. La fotosíntesis es mayor que la respiración. Zona disfótica: la luz que llega sólo estimula los pigmentos visuales. La fotosíntesis es menor que la respiración Zona afótica: sin luz. Los organismos se distribuyen según la radiación que les llega. No todos tienen los mismos pigmentos fotosintéticos El mar se ve azul porque es la luz que más absorbe.pero si miramos desde abajo se ve blanco o plateado.Lo que implica diferentes adaptaciones de los organismos.

22 Masas de agua: Existen zonas de transición de aguas por su salinidad y por la temperatura. Frente termohalino. Las isotermas hialinas son móviles: En verano el frente se desplaza hacia arriba, y en invierno hacia abajo. Los frentes son auténticas barreras para los organismos.

23 Las corrientes Los vientos alisios son los causantes de la formación de grandes remolinos. Alisios: H.N oeste H.S este Esas zonas donde convergen los remolinos hacen que se produzcan zonas de afloramiento, salida de nutrientes.

24 Ciclo de los nutrientes

25 Corrientes verticales
Zonas de afloramiento: en zonas occidentales de los continentes. El viento y coriolis son los factores más importante en el proceso Divergencia: por encima del remolino norte y por debajo del sur se forma un vacio que es rellenado con agua fría

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28 Efecto masa de isla: Hay una zona de estela que está protegido de los vientos dominantes (aguas más caliente).Los vientos llegan un momento que rozan con la estela y forma un remolino. Ver apuntes de los giros giro anticiclónico ( lado occidental) Giro ciclónico (lado oriental)el agua se acumula en el centro,El agua va hacia fueraAumenta la productivida

29 Situación hipotética:
Imaginemos que somos náufragos, y no sabemos a que zona de la isla nos tenemos que ir para pescar con mayor probabilidad.¿De que dependerá nuestra elección? Primero tendremos saber en que hemisferio nos encontramos, si se trata del hemisferio norte, no dirigiremos al norte donde las aguas son más frias.En el sur de la isla por el efecto isla de las corrientes, que al formarse una estela protegida de aguas cálidas, justo debajo de esa estela la producción si es alta.

30 Filamentos o lenguas Es un efecto de las pautas de corriente provocadas por los vientos que hacen que suban agua frias y se desplacen por las costa sahariana llegando incluso al hierro. Acercan mucho plancton y por lo tanto aumenta la productividad.

31 Origen ,naturaleza y distribución de los organismos marinos

32 Evolución Edad de la tierra 4600Ma
Formación de arqueobacterias (ssvv + primitivos.3900Ma).poseen PC y son anaeróbicos Estromatolitos: aprovechan luz solar, son cianobacterias.Cuando se agregan a las areniscas forman corales Protoctistas: 1700Ma.,tienen núcleos (algas ,protozoos,etc…

33 Cambio de la atmósfera: aparece el O2.
Aparición de organismos unicelulares La vida es en el mar su origen. 5 grandes extinciones Diferentes filum: hongos y arqueobacterias, eubacterias , Protoctistas, animales, plantas.

34 Formas marinas que hay en el mar
Casi todos los grupos representados: No hay : quelicerados, y casi todos los insectos, ni tetrápodos.Respecto a plantas no hay ni ascomicetes, basidiomicetos, helechos,musgos. En el mar hay 28 filum de los cuale 23 son exclusivos( ej: equinodermos)

35 Diferencias con el medio terrestre
A nivel de especies en el medio terrestre hay más debido a la especiación alopatrida: separación del terreno por barrera geográfica. En el mar es difícil que se de este fenómeno, por las grandes distancias. De las de spp que hay, en el mar sólo hay ,de las cuales sólo el 2% son de ámbito pelágico y el 98% son bentónicas.

36 Otra diferencia es el espacio que ocupan las especies.
El tamaño de los organismos: los filtradores de gran tamaño. Distribución según profundidad.

37 Tipos de organismos: Pelagos: organismos de superficie, viven en aguas abiertas. Puede ser: Pleuston: interfase aire-agua Plancton: sin capacidad de desplazamiento autónoma. Neuston: capacidad de desplazamiento Bentos: adosados al fondo, morenas. pueden ser : bentopelágicos: viven en las dos fases. Epibentónicos demersales: no están totalmente pegados al fondo: vieja. Vágil: cuando es bentónico pero se mueve Sedentario : cuando no se mueve.

38 Diferencias entre especies k y r
Especies r: Favorecen el proceso reproductivo Disminuyen el cuidado paterno Gran número de huevos Animales de vida pelágica Pequeño acumulo de energía y de biomasa, por Ello están protegidos de catástrofes. Individuos de vida corta y fluctuaciones numéricas grandes Estrategia no adaptada a cambios pequeños. Son derrochadores ubiquistas, se adaptan bien a los lugares ambientales concretos Especies k Favorecen al adulto Elevado cuidado paterno Menor número de crías Notable acumulo de grasa, fluctuaciones del medio (grandes inversiones de energía), adaptados a pequeños cambios. De vida larga Estrategias evolutivas a acumular gran energía. En ambientes estables, menor reproducción

39 Estrategia r (peces óseos)
Son ubiquistas (viven en ambientes fluctuantes) La mortalidad no depende de la competición. Competencia relajada Mueren por cambio de fluctuaciones Crecen rápidamente No fortalece estructuras coloniales La mayoría zona pelágica.

40 Estrategas r Gasta mucha energía en la reproducción,(estrategias fisiológicas).Es muy rápida. Suelen tener un solo ciclo reproductivo. frecuencia x tiempo Ejemplo: krill.

41 Estrategas k No invierten mucho gasto en reproducción
Sólo lo hacen cuando sus estructuras están muy desarrolladas. Crecen lentamente. Reproducción lenta y gradual. Ejemplo el mero: primero se reproduce la hembra: hermafroditismo. La mortalidad depende de los alimentos y de la competencia. Algunos organismos para evitarla huyen a otros lugares, esto implica mucha energía .Competencia intra - interespecífica

42 Curva Logística. Aumento de Produccióm K r (capacidad de carga)
Densidad de la población Tiempo r

43 Estrategia r Productividad Estrategia k Eficiencia

44 Estrategias asexuales
Sirven para competir y viven mucho tiempo. Colonizan el sustrato y mantienen el alimento.

45 Estrategia sexual Sirve para colonizar sitios nuevos y dispersarse

46 Conceptos reproductivos:
Iteropares paren muchas veces pero solo una cría. Ballena sólo tiene un proceso reproductor. Semelpares

47 Conceptos Sexo Gonocócico: sexo separado
Hermafroditismo: cambian de sexo en un momento de su vida.

48 Ejemplo de hermafroditismo :Vieja
Perteneciente a los Escáridos. Al principio(primario) + Con el tiempo se transforma en que se llama macho terminal, no ha invertido mucho en reproducción y se dedica a defender el territorio,permite conquistar nuevos sítios.aumentando la eficacia competiva. En Canarias sólo hay una especie, no competencia, no ocurre esto.

49 Concepto de inversión parental: esfuerzo reproductivo:
Estrategas r : todo lo invierten en gónadas y no se dedican a cuidar la prole. Muchos huevos con poco vitelo, gran cantidad. Importante inversión parental. Ejemplo lapas, larva veliger

50 Estrategas k Desarrollo directo Gran cantidad de vitelo
Capacidad de dispersión pequeña Número de individuos pequeño No fase pelágica, son más endémicos Normalmente en organismos de fondo y estrategas K El sedenterismo puede ser un incomveniente.

51 Ejemplo de estratega K. Gasterópodo
No fase pelágica, al ser muy fluctuante gran mortalidad. Larva vive en un medio inestable De la puesta sale el adulto Los padres invierten mucho en proteger a la prole.

52 Otras formas de reproducción
Diásporas: pelágicas o larvas ( org. De fondo y K ) Larva lecitotrófica: sólo se alimentan del vitelo. menor dispersión Larva planctotróficas: se alimentan de plancton, cuando la boca se desarrolla. Tienen más capacidad de dispersión.

53 BIOGEOGRAFÍA

54 DISTRIBUCIÓN DE LAS ESPECIES
Especies estenóicas: son aquellas que no capaces de atravesar las barreras ambientales tales como salinidad, temperatura, ejemplo atunes. Los organismos demersales o bentónicos tienen que recurrir a larvas para llegar a superficie. Los organismos de desarrollo directo tienden a la endemicidad( mala dispersión) como son los moluscos. Larvas planctotróficas mayor dispersión que las lecitotróficas

55 Colonización Proceso por el cual un organismo se adapta a un lugar nuevo. Dependerá de las capacidades fisiológicas de las especies y de las corrientes

56 Selección natural o presión selectiva
Aquellos organismos que sean capaces de reproducirse y perpetuar la especie pese a los factores nuevos ambientales. Ejemplo de Diadema: hay especies en América procedentes de África que han evolucionado a otra especie. concepto de metapoblación . Ejemplo de anguilas jardineras.

57 Competencia ( capacidad de carga)
A medida que el sistema se satura la colonización es más complicada, menos en especies ubisquistas que son muy poderosas. Especiación hace originales a os ecosistemas Extinción: mecanismo que controla la capacidad de carga Introducción artificial

58 Poblamiento: colonización + especiación – extinción Especiación: puede ser de dos tipos: Alopátrida: barrera geográfica Simpátrida :por factores ambientales Ejemplo de poblaciones iguales a 50 Km de distancia; las especies más alejadas tienen diferente proporción de alelos fast y slow (llamados así por la corrida en electroforesis)

59 Regiones biogeográficas
Organismos de profundidad : se distribuyen en áreas más amplias, no hay gran diferencia entre dichas especies. Los organismos abisales son muy parecidas. Los organismos litorales: zonas muy cambiantes, tienen una organización latitudinal por provincias con flora y fauna

60 ATLÁNTICO-MEDITERRANEO
REGIÓN BIOGEOGÉFICA ATLÁNTICO-MEDITERRANEO Desde el Canal de la Mancha a Cabo Blanco Los limites fluctúan a lo largo del año. A pesar de la distancia el parecido de las especies es grande.Las especies de Canarias se parecen más a las de Balerares que a las de Guinea( salvando 30% por diferencias de provincias)

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62 pronvincia vizcaina

63 Provincias: Mediterráneo: alto nivel de endemicidad Hay especies parecidas pero genéticamente no lo son. Vizcaína: de Canal de la Mancha a Galicia. Iberomarroqui: hasta canarias incluidas. Saharianas: especies tropicales.zona de afloramiento. Macaronesia

64 Ejemplo: Fuerteventura hay tres especies de lapas que hay en África tienen diferencias debido a que las glaciaciones en Canarias fueron más débiles que en África.

65 Historia geológica de la biota del Mediterráneo.
Elemento paleomediterraneo:es la fuente que ha legado en muchísimos endemismos hoy día. Elemento septentrional: entra en el mediterráneo con la glaciación Doran. De este elemento derivan muchas especies. Elemento atlántico mediterráneo: Elemento senegalés :fósiles en cuenca mediterráneo, desaparecen por la glaciación más fuerte ocurrida. En Canarias sólo quedan residuos fósiles ( estrombos grandes, corales formadores de arrecifes). En Madeira no hubo tanto frío, se dieron endemismos gracias a condiciones ambientales constantes por especiación. Gran concentración de endemismos hoy dia.

66 Biodiversidad

67 Niveles de biodiversidad
Genes: variaciones de genética en diferentes poblaciones de las especies de una región geográfica, entre spp iguales de diferentes sitios. Especies: número de especies de una región geográfica. Ecosistema: número de un ecosistema o comunidades de una región geográfica. Nota: hablamos de biodiversidad generalmente hablamos de especies, el nivel genético es un tema muy trabajado hoy día.

68 Factores de biodiversidad
Tamaño del área: correlación buena cuando el tamaño del área es mayor será el número de especies. Heterogeneidad: un espacio muy heterogéneo permite u mayor número de especies. Historia local: es importante para conocer las especies del lugar, a mayor número de años más tiempo para la especiación.

69 Influencia de cambios ambientales
Un aumento de perturbaciones leve favorece a la especiación. Cuando se pasa el umbral de perturbaciones es negativo para las especies. ejemplo: el Niño. Ejemplo: En Canarias un incremento suave de temperatura favoreció para que especies tropicales vinieran a canarias. Pero con fenómenos como las glaciaciones y extinciones en masa fue un efecto negativo. Nota: hay casos en las que las especies no prosperan pese a tener un nicho,libre: caso de peces mariposa que llegan en los cascos de los barcos , pero que no llegan a prosperar por la temperatura

70 cambios ligeros cambios bruscos
Número de especies cambios ligeros cambios bruscos Intensidad

71 Procesos biológicos y comunidades marinas. Aspectos generales.
Selección ambiental: las comunidades se quedan en un sitio si sus condiciones ambientales les son favorables. Los organismos que llegan antes están mejor aclopados al sistema, los que llegan más tarde tendrán una fuerte competición Depredación es un poderoso estructurante de las comunidades.

72 Patrones de distribución:
nº especies Patrones de distribución: Gradiente longitudinal Polos Ecuador mediterraneo gradiente latitudinal Filipinas Excepciones: focas, cetaceos mayor abundancia en los polos Los Kelp: mayor en zonas de trópicos por afloramiento que en filipinas En Filipinas las especies de corales 2000 En Hawaii no llegan a

73 Patrones de distribución.
… Nº de especies distancia desde manila(Kmx1000) 2000 1000 r= -0,77 P < o,o1

74 Cuanto más cerca de -1 esté, mejor es la correlación, la correlación es un análisis paramétrico de Pearson. Correlación +………más lejos…..más peces. Correlación - ……..más lejos menos peces. BUSCA LA CORRELACIÓN DE LOS FENÓMENOS.

75 ESTABILIDAD de los trópicos
HABITAT: lugar que ocupa una especie NICHO: función que realiza una especie en su hábitat. Sus nichos se van reduciendo a medida que lleve más tiempo de evolución.

76 Estabilidad trófica: Durante todo el año mantiene una producción baja y estable. corregir Nº gas producción polos estaciones del año templados trópic Los herbívoros necesitan altos nives de producción( no les gusta los trópicos

77 ESTUDOS ESTADÍSTICOS Estudio de similaridad de especies
Estudio de parámetros ambientales Técnicas de ordenación Medición de la complejidad interna de una comunidad. Estudio de área de muestreo útil .

78 Métodos cualitativos.Estudio de similaridad de especies.
muestreos tipos de especies Indice de Jacard: J= a/a+b+c Partimos de una matriz de datos m1 2 3 4 5 E 1 o 4 2 1 E 2 3 5 E 3 6 especie 1 especie2 + - a b c d

79 Como calcular valores Vemos cuando aparecen las dos especies a comparar, y contamos en cuantos muestros aparecen , ese valor es a Idem para b y c. d es tontería hacerlo Colocamos los valores en la formula. Si J = 0 , las esoecies no estan similadas Si J = 1 son muy símiles

80 Realizamos una matriz diagonal con los datos de los índices
1 Luego realizamos un diagrama de cluster: el cual nos da la proximidad entre especies.

81 Métodos cuantitativos.estudios de parámetros ambientales.
Índice de Bray- Custis: Mide la distancia entre dos especies. S1,2= 100x (1 - [ E (Xa-Xb) /E (Xa+Xb)]) Siendo valor de Xa especie 1 en un sustrato Xb la otra especie.

82 Técnicas de ordenación
Factores ambientales en los ejes de coordenadaas. Prof- Pron+ Se realiza una media y un diagrama de cluster, en % roca arena

83 Medición de la complejidad interna de la comunidad.
Indice de diversidad biológica:relaciona especies y abundancia.modelo MDS Indice de Shanmon- Wiener (distintas charcas) ind. 0 1 2 3 4 5 n=6 charca 1 H1=( 0/6 log 0/6 + 1/6 log 1/ ) x -3.32 H1 = se acerca a dos. en los trópicos es cercano a cinco cada charca haremos lo mi

84 Equitabilidad o uniformidad
Para la diversidad macrooceánica: Hmax. La gráfica se denomina ejercicio de diversidad. Luego vamos acumulando. Hα Según Pielon la equitabilidad habla del reparto.es un valor de cada muestra, ve si hay un reparto entre los ups de la muestra. La uniformidad quiere decir que las especies tengan parecidos Hα de individuos en la muestra J= Hα/Hmax. Si J =1………uniformidad perfecta J= 0 ……….desigualdad J da una idea de lo bien que está repartido el contingente. Cada especie tiene igual número de ejemplares………. Diversidad máx. J=1 La H obtenida se parece más a la Hmáx. Están muy bien representadas todas las especies. J=0 existe dominancia de algunas especies. Una muestra con un buen reparto de especies H =2,5 J = 0,7 En los ecosistemas en general siempre hay una especie dominante, y en los típicos la dominancia es menor y hay mayor equitabilidad

85 Nº de muestreo y Superficie del muestreador
El valor de la primera muestra es el de H 1que se va acumulando, la ordenación de las muestras es aleatoria.el mal reparto de la muestra empeora la diversidad, que se ve reflejada en la curva como pequeñas caídas.La curva nos sirve para determinar el número del área mínima de muestreo. Si se diera un caso en el que no se estabilizaría los cambios de Tª, pH… dan un gradiente importante, lo que implica que aparezcan menos especies. Aumenta la diversidad , llega un momento en que se estabiliza 3ª comunidad 2ª comunida H´ 1ªcomunidad Nº de muestreo y Superficie del muestreador

86 Área mínima cualitativa. Curva específica área.
Se puede estudiar la dimensión de la muestra a la que corresponde tanto una representatividad adecuada de la comunidad como una esperada de un muestreo excesivo.el punto de la flecha es donde se estabiliza y representa el área mínima de muestreo. número de especies área mínima Área en cm cuadrados

87 Especies Diadema ………………….. Erizo de mar Esparidos…………………..vieja
Anguilas jardineras Peces mariposa Popiperata candei…………..lapa

88 ESPECIES DEL NECTON CRUSTACEOS: krill CEFALÓPODOS: modelo octpopus,
modelo argonauta o nautilus, modelo calamar : loligo vulgaris y las potas.Calamar gigante:Archiethis CORADOS: CONDRICTIOS: modelo tiburón, manta y quimera. Especies filtradoras: tiburon ballena Y PEREGRINO TELEOSTEOS:SARDINA, ATÚN DEL NORTE,ATÚN TROPICAL.MARLÍN Y PEZ ESPADA

89 Reptiles: ˆ Modelo tortuga: *Tortuga boba :careta careta
*Tortuga verde: cholete mida *Tortuga carey: tretmochelis imbricata *Tortuga laud: dermochelis coracea. ˆ Modelo serpiente: ˆ Modelo lagarto: Ambrilichus cristalus: iguana marina Crocodylus porosus: vive en manglares

90 Tipos de tortugas

91 Aves ˆ Modelo aves: *pinguinos: pingüino de cabo *procelariformes
*pardela canaria: colonectis diomedea *cormoran *perdel del burdel

92 mamíferos Pinnipedos Sirenidos Cetaceos