2 Los Ecosistemas Marinos ARC: Dr. Rubén Lara Lara

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SEGUNDO ESTUDIO DE PAIS
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Parte A. Conocimiento de la Biodiversidad
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Capitulo: 2 Los Ecosistemas Marinos
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ARC: Dr. Rubén Lara Lara
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I. El Estado del Conocimiento:
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Ecosistemas Pelágicos:
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1. La Plataforma Continental (Gilberto Gaxiola, CICESE, Ramón Sosa, U de C, Rubén
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Lara y Carmen Bazán, CICESE)
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2. El Golfo de California (Eduardo Valdez, USON y Rubén Lara, CICESE)
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3. El Pacifico Central Mexicano ( Guadalupe Robles, U de G)
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4. El Golfo de Tehuantepec (Margarito Tapia y Maria de la Cruz, UAM)
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5. El Golfo de México (Virgilio Arenas, U de V)
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Ecosistemas Bentónicos:
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6. El Ecosistema Bentónico (Victoria Díaz, CICESE y Elva Escobar, UNAM)
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7. Los Sistemas Hidrotermales (Luis Soto, UNAM)
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II. Prioridades de Investigación
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III. Retos para la Toma de Decisión
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Introducción General
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La mayor parte del planeta tierra (70.8 % 362 millones de Km2) está cubierta por océanos y
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mares. Los sistemas marinos son altamente dinámicos e interconectados a través de una red
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de corrientes superficiales y profundas. Las propiedades del agua (temperatura y salinidad)
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forman capas estratificadas, mareas, y corrientes; en muchas regiones las surgencias rompen
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esta estratificación mezclando las capas y creando una heterogeneidad vertical y lateral dentro
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del ambiente marino. El océano provee un enorme y variado espacio para que se desarrolle la
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vida. El océano determina nuestro clima y el tiempo, es el motor que transporta el calor y el
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agua dulce. El océano contribuye enormemente a la biodiversidad del planeta.
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El mar, en donde se originó la vida, posee una enorme y poco conocida diversidad de
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regiones, ecosistemas, plantas, animales, microorganismos, genes y moléculas orgánicas. El
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mar en apariencia homogéneo, es muy heterogéneo. Los grupos taxonómicos: esponjas,
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celenterados, algas, equinodermos, peces, muchos de ellos solo representados en el mar,
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contrastan la diversidad terrestre de fanerógamas e insectos. Hasta ahora la biodiversidad
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marina ha sido menos estudiada que la terrestre.
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Si se excluyen los insectos, 65 % de las especies de la tierra son marinas (Thorson, 1971). Si
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se considera que la mayoría de filos y taxa superiores están principalmente representados en
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el mar, probablemente la biodiversidad genética y bioquímica sea aun mayor. En contraste, se
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estima que el número total de especies es mayor en los ambientes terrestres ya que el 75 % de
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las especies del planeta son insectos. En el medio marino la facilidad del transporte por las
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corrientes marinas, provoca que los estadios planctónicos de muchas especies se intercambien
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fácilmente entre hábitats y ecosistemas, lo cual tiende a reducir la diversidad.
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El mar, como la tierra, es heterogéneo y presenta varios tipos de ecosistemas. Los ecosistemas
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marinos se clasifican relacionándolos con las zonas de vida (ej.: pelágicos, asociados a las
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masas de agua y bentónicos, asociados a los fondos marinos), con los biotopos (de fondos y
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litorales arenosos, rocosos, etc.) y/o con las biocenosis características (ecosistemas de
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arrecifes de coral, de manglares, etc.) (FIg.1). A su vez, cada zona se diferencia en costera
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(nerítica) u oceánica o marina, según se ubique con relación a la plataforma continental. En
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muchas ocasiones la clasificación es en función de la disponibilidad de luz para la fotosíntesis
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(organismos de la zona eufótica) de los que viven en permanente oscuridad (zona afótica) y
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por lo tanto dependen del aporte de energía de otros sistemas. También se pueden clasificar de
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acuerdo a criterios funcionales según su fuente de energía metabólica: el fitoplancton,
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macroalgas, ecosistemas quimiosintéticos, etc. (Mann, 1989).
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En cuanto a la biodiversidad de las biocenosis, el sistema marino, al igual que el terrestre se
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enriquece de los polos hacia el ecuador. Así mismo los sistemas bentónicos son mas diversos
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que los pelágicos. En general, las tendencias coinciden con dos generalizaciones propuestas
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por Margalef (1974), en comunidades transitorias, explotadas o bajo condiciones ambientales
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muy fluctuantes, la diversidad es baja. Por el contrario, los ecosistemas de ambientes estables
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tienden a aumentar su biodiversidad.
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El territorio Continental de México comprende 1.964 millones de km2 (5,127 km2 superficie
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insular) y el área oceánica (2.946 millones de km2 ), 2.715 millones de la zona económica
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exclusiva y 231,813 km2 del mar territorial, así como 11,122 km de litoral continental (Fig.2).
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El mar territorial ocupa una franja marina de 22.2 km. El 68% del litoral continental
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corresponde a las costas e islas del Océano Pacífico y del Golfo de California, y 32% a las
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costas, islas y cayos del Golfo de México y del Mar Caribe. Además, esta zona marítima
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cuenta con 500,000 km2 de plataforma continental, con 16,000 km2 de superficie estuarina y
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con más de 12,000 km2 de lagunas costeras. Esta zona marina y costera proporciona al país
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una riqueza extraordinaria. Por la ubicación geográfica de México, entre las influencias
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oceánicas del Atlántico centro-occidental y del Pacífico centro-oriental, se explica buena parte
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de su enorme diversidad biológica y ecosistémica. La amplia gama de recursos y ecosistemas
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marinos con que cuenta significa que, en términos de litorales y superficie marina, México es
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el décimo segundo país mejor dotado a nivel mundial. Es así que México tiene mas área
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oceánica (~ 65 % ) que su área terrestre ( 35 %), curiosamente un tanto similar a la proporción
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entre agua y tierra del planeta. Esta distribuida en la región del Pacífico Mexicano, incluyendo
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los Golfos de California y Tehuantepec, y en el Atlántico con el Golfo de México y el Mar
86
Caribe (Figs.3 y 4).
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México al igual que todos los países con áreas marino - costeras, posee una enorme riqueza,
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la cual cuenta con una diversidad de recursos, los cuales contribuyen al desarrollo
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socioeconómico del país. Además de los bienes (servicios de aprovisionamiento) que nos
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proveen los ecosistemas marinos (alimento, combustibles, fibras, materiales para la
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construcion, farmacos, recursos genéticos y de ornamento, etc.), nos ofrecen una variedad de
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servicios de soporte (hábitats, productividad primaria, reciclado de nutrientes, secuestro de
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gases invernadero, etc.), los cuales son esenciales para preservar la vida.
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Sin embargo, México al igual que el resto de los países del mundo, se enfrentan a una serie
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de oportunidades y amenazas para elaborar estrategias y políticas racionales para el uso
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sustentable de sus recursos. Por un lado, la investigación oceanográfica de los ecosistemas
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marinos de manera integral es muy reciente, por otro lado, las inversiones para desarrollar la
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infraestructura física que se requiere (instituciones, equipamiento, barcos de investigación), y
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101
la formación de recursos humanos ha progresado lentamente, y por el otro lado, en general, ha
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habido muy pobre vinculación entre los sectores (académicos, privados, gubernamentales)
103
para organizar una agenda marina para el desarrollo sustentable de los mares y costas de
104
México.
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Hasta ahora, las diferentes percepciones, valores y prioridades de los diferentes sectores de la
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sociedad, han impedido el desarrollo de una política de manejo de los recursos marinos que a
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todos satisfaga, el resultado ha sido un gran deterioro ambiental
109
ambientes marinos, y la rápida sobreexplotación de la mayoría de los recursos, lo cual trae
110
indudablemente, la degradación social de todos los actores que dependen de la explotación de
111
los recursos naturales, y de la sociedad en general.
de la mayoría de los
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Ecosistemas Pelágicos
114
Los ecosistemas pelágicos se basan en la producción del fitoplancton, y son responsables del
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90% de la producción marina mundial, no tanto por ser muy productivos sino por ocupar la
116
enorme superficie del mar. La productividad del fitoplancton depende de la luz y de la
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concentración de nutrientes en el agua, pudiendo ser mas baja que la de los áridos desiertos
118
terrestres. En aguas ricas fertilizadas por los procesos de surgencias o ríos, la productividad
119
primaria puede ser superior a un campo agrícola de cultivo. Los ecosistemas pelágicos se
120
diferencian, dependiendo del grado de fertilización en: a) ecosistemas estables de baja
121
producción y b) ecosistemas de pulsos de alta producción. En general, los ecosistemas de alta
122
producción son característicos de las zonas templadas o de influencia por ríos, por ejemplo el
123
ecosistema de surgencias del sur de la Corriente de California (costa de la Península de Baja
124
California) y los de baja producción los encontramos en las regiones tropicales y
125
subtropicales. Por ejemplo, la mayor parte del Caribe Mexicano no es fertilizada ni por
5
126
surgencias ni por ríos; las aguas cálidas superficiales no se mezclan con las profundas más
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frías y ricas en nutrientes; los nutrientes se sedimentan y el mar se transforma en un desierto
128
donde se organiza un ecosistema poco productivo pero de admirable complejidad. El
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fitoplancton en estos ecosistemas es muy variado, en general dominado por las cianofíceas, a
130
las que acompañan los dinoflagelados, algunas grandes diatomeas y cocolitofóridos. Existe
131
otro productor importante, la macro alga flotante Sargassum, que da su nombre al Mar de los
132
Sargazos, el cual es un excelente sustrato para otras plantas y animales.
133
134
Los ecosistemas de alta productividad pueden ser fertilizados por surgencias y por ríos. Estos
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ecosistemas son caracterizados por las altas poblaciones de cardúmenes de pelágicos menores
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(anchovetas y sardinas), los cuales son predados por pelágicos migratorios, como los jureles,
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atúnes y sierras. La actividad pesquera comercial desarrolla sus principales actividades en
138
estos ecosistemas. Parte de la alta producción de estos sistemas se transfiere por
139
sedimentación a los ecosistemas bentónicos.
140
141
Los ecosistemas de la plataforma continental en México juegan un papel importante en la
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economía del país a través de proveer alimento, recursos no renovables y a través del control
143
del clima. Las plataformas continentales como ecosistema sostienen la producción pesquera
144
del país y ejercen un control importante sobre la productividad primaria regional conteniendo
145
una riqueza y variedad de comunidades marinas. Los cambios en el estado de estos
146
ecosistemas a través de controles ambientales naturales o inducidos por el hombre pueden
147
llegar a tener consecuencias económicas y sociales importantes. Agentes que pueden inducir
148
el cambio incluyen el clima, la hidrología, la descarga fluvial, las prácticas del uso de tierra o
149
de desecho de basura, la pesca, la acuacultura y la extracción de recursos no renovables. Las
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tendencias en todos estos agentes, particularmente aquellos generados por el hombre, sugieren
6
151
que estos ecosistemas estarán bajo gran presión en el futuro inmediato.
152
l.- Plataforma Continental
153
Las plataformas continentales en México se han definido como el área que se extiende de la
154
línea baja de la marea al reborde o márgen continental al inicio del talud que cae rápidamente
155
a cási 200 m de profundidad. La amplitud de la plataforma en México es muy variable, siendo
156
las mas extensa la del Banco de Campeche en el Golfo de México.
157
En general, la producción pesquera y biomasa en la plataforma son el reflejo del aporte local
158
de nutrientes y materia orgánica con excepción de la costa del Pacífico Oriental Tropical
159
donde se presenta la zona de oxígeno mínimo cerca de la superficie.
160
En particular, dentro de los ecosistemas de la plataforma continental, los sistemas de
161
surgencias costeras son totalmente diferenciables de otros tipos de ecosistemas marinos, ya
162
que constituyen una unidad funcional de organización física y biológica con características de
163
estructuras tróficas y ciclos de materiales muy diferentes al resto de los ecosistemas. Aunque
164
a nivel global estos sistemas representan solamente el 0.1% del área oceánica, contribuyen
165
con cerca del 50% del volumen de peces capturados (Ryther, 1969).
166
167
Los ecosistemas de surgencias costeras están generalmente asociados con los bordes de
168
frontera este de las principales corrientes oceánicas, donde predominan los vientos hacia el
169
ecuador como parte de los sistemas de alta presión atmosférica cuasi-estacionarios. Cuando el
170
viento paralelo a la costa permanece por un tiempo suficientemente largo favorece la
171
formación de surgencias sobre una gran parte de la zona costera. En el Océano Pacífico las
172
zonas más importantes de surgencias costeras se encuentran en Oregon y California (EUA),
173
Baja California (México) y en las costas de Perú-Chile. Estas zonas de surgencias están
174
asociadas con dos grandes centros de alta presión atmosférica: uno en el hemisferio norte
7
175
frente a California-Baja California y el otro en el hemisferio sur frente a Chile-Perú.
176
177
En México, además de las surgencias de la costa de Baja Califonria, econtramos eventos de
178
surgencias en el Golfo de California, Cabo Corrientes, Golfo de Tehuantepec y en algunas
179
regiones del Mar Caribe (Fig. 5).
180
181
La surgencia costera es un proceso donde el agua subsuperficial es llevada hacia la superficie
182
debido al forzamiento del viento, para posteriormente ser movida por el flujo superficial
183
horizontal lejos del área de transporte vertical. La capa superficial del mar afectada
184
directamente por el viento es del orden de decenas de metros y se le conoce como la capa de
185
Ekman. Debido a la rotación de la tierra (fuerza de
186
transporte neto (transporte de Ekman) es 90 la derecha del viento en el hemisferio norte. En
187
este proceso hay un importante suministro de nutrientes inorgánicos hacia la zona eufótica,
188
los cuales junto con la luz suficiente para el crecimiento del fitoplancton generan una alta
189
producción biológica. Las condiciones óptimas de nutrientes y luz se mantienen por largos
190
períodos (de tres a cuatro meses del año), por lo que la cantidad anual y el patrón de
191
productividad biológica es muy diferente al que ocurre en otras regiones del océano. Aunque
192
el tamaño y la localización geográfica de las regiones de surgencias costeras son muy
193
limitadas (Fig. 1), el flujo anual de nuevo material orgánico hacia los ecosistemas marinos es
194
muy grande. Una parte de este material se incorpora en la red trófica del sistema pelágico,
195
pero otra parte muy importante se exporta hacia el fondo de la plataforma continental
196
generando ambientes bentónicos con bajas concentraciones de oxígeno, alto contenido
197
orgánico en los sedimentos y en algunos casos extremos denitrificación y producción de ácido
198
sulfhídrico.
hacia Coriolis) la dirección del
8
199
200
Los sistemas de surgencias costeras tal y como se definieron anteriormente ocurren sobre la
201
costa occidental de la Península de Baja California durante los meses de primavera y verano,
202
cuando el centro de alta presión atmosférica se localiza frente a esta región. Sin embargo,
203
existen otras zonas del país donde se producen surgencias o mezcla vertical que transportan
204
nutrientes hacia la zona eufótica y generan ecosistemas muy particulares. Ejemplos de esto
205
son las surgencias ocasionales que se presentan en las costas de Sonora y Sinaloa durante
206
invierno y primavera, los fuertes procesos de mezcla vertical generados por las mareas vivas
207
en la región de la grandes islas del Golfo de California, las surgencias ocasionales que se
208
desarrollan frente a Cabo Corrientes y la mezcla vertical producida por los vientos tehuanos
209
en la región del Golfo de Tehuantepec que se presentan en ambas zonas en invierno y
210
primavera, y la mezcla vertical asociada al margen continental frente a la Península de
211
Yucatán.
212
213
En las regiones donde se presentan estos procesos de surgencias y/o mezcla vertical por
214
diferentes procesos físicos se encuentra una alta producción biológica las cuales están
215
asociadas a pesquerías económicamente importantes, lo que las hace diferentes de otras
216
regiones del país. Esto los convierte en lugares de gran importancia, tanto del punto de vista
217
ecológico como económico, de ahí la necesidad de estudiarlos más adecuadamente.
218
Actualmente se conoce muy poco de las escalas en las que varían los principales procesos que
219
controlan el flujo de material orgánico en la zona pelágica y bentónica de estos ecosistemas.
220
Existen estudios asilados realizados principalmente en la región del Océano Pacífico y
221
recientemente se han empezado a estudiar las zonas aledañas a la Península de Yucatán.
222
La zona de surgencias frente a las costas de Baja California es la región del Pacifico
9
223
Mexicano en donde se han realizado la mayoría de los experimentos (> 60%) para estimar la
224
productividad del fitoplancton (Lara Lara et al. 2003).
225
226
Desde septiembre de 1997 se estableció el programa de monitoreo IMECOCAL
227
(imecocal.cicese.mx) para estudiar la respuesta de este ecosistema a la variabilidad y el
228
cambio climático. A la fecha se han realizado 35 campañas oceanográficas. Hasta ahora es el
229
único programa oceanográfico en México de monitoreo continuo de procesos relacionados
230
con la fertilidad del océano. En la Tabla 1 se resumen las tasas de productividad primaria
231
generadas para esta región. Recientemente, en el 2006 se inicio el programa FLUCAR
232
(fuentes y sumideros de carbono en los márgenes continentales del Pacifico Mexicano)
233
(flucar.cicese.mx). En julio del 2006 se estableció el primer observatorio de monitoreo
234
costero al sur de la Bahía de Ensenada en B. C., para generar series de tiempo de variables
235
relacionadas con el ciclo del carbono y la bomba biológica, y empezar a entender el rol de la
236
zona costera en el secuestro de los gases invernadero, en particular el bióxido de carbono y el
237
metano, los cuales son, hasta ahora, los principales causantes del cambio climático.
238
239
Hasta ahora la biodiversidad del fitoplancton ha sido pobremente estudiada en esta región. El
240
mayor énfasis has sido en las poblaciones zooplanctonicas. Dentro de los invertebrados y el
241
macrozooplanton, los copépodos calanoides son el grupo de mayor diversidad y abundancia
242
(Lavaniegos Espejo y Jiménez Pérez, 2006).
243
244
Además de la variabilidad estacional, los eventos El Niño y La Niña son las señales de
245
variabilidad interanual mas intensa en estos ecosistemas.
246
10
247
2.- El Golfo de California
248
El Golfo de California es una cuenca de evaporación (Roden, 1964), de aproximadamente
249
1000 Km de longitud y 150 Km de anchura promedio, presenta un gradiente latitudinal
250
natural que va desde condiciones tropicales y lluviosas (al sur) hasta templadas y áridas (en el
251
norte). En general se puede dividir en 2 grandes regiones: Región Norte al norte de las islas
252
Ángel de la Guarda y Tiburón; Región Sur desde la boca hasta estas islas (Álvarez Borrego,
253
1983). La parte norte es somera, con amplitudes de mareas de hasta 10 metros, mientras que
254
la región sur es profunda y en comunicación con el Océano Pacífico e influenciado por sus
255
condiciones oceanográficas. Durante invierno – primavera los vientos dominantes son del
256
noroeste, en verano – otoño del sureste y más débiles (Roden, 1964), este período es de
257
actividad de tormentas tropicales, ciclones y huracanes en el Pacífico Tropical Oriental y
258
algunos de ellos impactan el Golfo de California (Álvarez Borrego, 1983). Este patrón de
259
vientos provoca surgencias de aguas ricas en nutrientes en ambas costas. Siendo más intensas
260
en la parte continental durante invierno – primavera. Las temperaturas superficiales en la
261
región norte varia entre 10º C en invierno hasta 32º C en verano, en la región sur las
262
temperaturas promedio en verano son mayores a 25º C y en invierno promedian 20º C
263
(Valdéz Holguín et al., 1999), la región de las islas Ángel de la Guarda y Tiburón presentan
264
temperaturas menores que el resto del Golfo debido a fuertes procesos de mezcla por marea y
265
viento (Robinson, 1973). Los nutrientes acorde a este patrón de temperatura presentan altas
266
concentraciones en la región de las islas y decrecen hacía el sur y norte (Álvarez Borrego et
267
al., 1978).
268
269
La acta productividad primaria del Golfo ha sido comparada con regiones tan productivas
270
como la Corriente de Benguela, zonas de surgencia de Perú y California (Zeitzchel, 1968). En
271
revisiones de Álvarez Borrego (1983), Álvarez Borrego y Lara Lara (1991) y Lara Lara et al.
11
272
(2003) se ha observado que la productividad se incrementa de la boca a la región central,
273
decrece en las islas y tiene un ligero incremento en la región norte, así mismo, se observa una
274
variabilidad estacional con mayores valores durante invierno - primavera. Sin embargo, la
275
mayoría de las observaciones han sido realizadas en cruceros con una cobertura espacial y
276
temporal limitada. También, es notorio que casi en su totalidad las estimaciones han sido para
277
describir su variación y unas pocas para determinar aspectos fisiológicos de la productividad
278
del fitoplancton. Sólo se ha llevado a cabo un estudio acerca del flujo de carbono entre el
279
fitoplancton y microzooplancton (García Pámanes y Lara Lara, 2001), y sobre el flujo de
280
carbono del sistema pelágico al bentónico (García Pámanes et al. aceptado).
281
282
La región del Golfo de California es la segunda zona (> 30%) en el Pacifico mexicano, en
283
donde se han desarrollado mas experimentos para estimar la productividad del fitoplancton
284
(Lara Lara et al., 2003) (Tabla 1).
285
286
El Golfo de California es de gran importancia para México debido que su alta productividad y
287
condiciones oceanográficas sustentan una gran biodiversidad de flora y fauna, que son la base
288
de un sector pesquero importante y del sector turístico por sus bellezas naturales. Sin
289
embargo, la creciente población con una mayor demanda de recursos alimenticios han llevado
290
algunas pesquerías a niveles de sobreexplotación, y han conducido un rápido desarrollo de
291
actividades productivas (agricultura, acuacultura e industria), que en su mayoría descargan sus
292
desechos en sus costas.
293
294
Desde la perspectiva académica ha sido considerado un laboratorio natural, En el se presentan
295
una vasta biodiversidad de organismos, con una amplia variedad de especies endémicas,
296
comerciales y de importancia ecológica. Sin embargo, no ha habido la voluntad de la sociedad
12
297
para llevar a cabo planes de manejo de sus recursos, que sean compatibles con otras
298
actividades productivas y de recreación.
299
300
3.- El Pacífico Central Mexicano
301
La región del Océano Pacífico Tropical Oriental, entre Cabo Corrientes (20 N y 105° 41’ W)
302
y Costa Rica (10°N y 84°15’W) ha sido caracterizada por mucho tiempo por la convergencia
303
de dos sistemas de corrientes dentro de los mares mexicanos (Badán-Dangón, 1998): la
304
Corriente Costera de Costa Rica (CCCR) y la Corriente de California (CC) que al converger
305
forman parte de la Corriente Norecuatorial (CNE) (Badán-Dangón, 1997).
306
307
Recientemente, Kessler (2005) basándose en datos de velocidad geostrófica y de deriva señala
308
que la CCCR llega sólo hasta el Golfo de Tehuantepec, donde su parte superficial retorna
309
hacia el sur debido a un flujo anticiclónico que obliga a la CCCR a salir de la costa y
310
alimentar a la CNE. Kessler (2005) propone como la Corriente del Oeste de México (WMC)
311
por sus siglas en Inglés, a un flujo adyacente a la costa del Pacífico Mexicano con dirección al
312
polo que se encuentra por debajo de la termoclina a partir del Golfo de Tehuantepec.
313
314
Existen pocos datos sobre la hidrografía de la región de Cabo Corrientes. Entre ellos se
315
encuentra lo descrito por Roden (1972) para diciembre de 1969, donde menciona la presencia
316
de una corriente inmediata a la costa de Cabo Corrientes que se intensifica en superficie, con
317
una velocidad de hasta 46 cm s-1, alcanzando 700m de profundidad. Más recientemente
318
confirman éste flujo costero entre Cabo Corrientes y el Golfo de Tehuantepec, dónde se
319
menciona que éste flujo con dirección hacia el polo tiene un ancho entre 90-180 km. Se
320
encuentra a una profundidad de entre los 250 -400m, presenta una velocidad entre los 0.15 y
321
0.3 ms-1, y un transporte entre ~2.5-4Sv.
13
322
323
Hasta ahora la región menos estudiada (4%) de los mares mexicanos en cuanto a la
324
productividad primaria ha sido el Pacifico Central Mexicano (Tabla 1).
325
326
Desde el 2002 se esta desarrollando un estudio de monitoreo interdisciplinario, observacional
327
y numérico, de la oceanografía de la zona del Océano Pacífico Tropical frente a las costas de
328
México (Programa PROCOMEX). En particular, se estudian las características espacio
329
temporales, los mecanismos de generación y la productividad primaria de la corriente costera
330
que recorre las ostas mexicanas desde el Golfo de Tehuantepec hasta la entrada al Golfo de
331
California
332
333
4.- El Golfo de Tehuantepec
334
El Golfo de Tehuantepec se ubica en la parte sur del Océano Pacífico Mexicano
335
correspondiente a los estados de Oaxaca y Chiapas, y tiene un área aproximada de 125,000
336
km2. Esta delimitado hacia su parte oeste por Puerto Angel, Oaxaca y al este por el Río
337
Suchiate en Chiapas, entre las coordenadas 96o7'
30'
' y 92o14'
30'
' de Longitud oeste,
338
14o30'
15'
'
y 16o13'de Latitud norte. La costa se dividie en dos regiones: una que comprende
339
la mayor parte del Golfo de Tehuantepec (desde Salinas del Marqués, Oaxaca, al Río
340
Suchiate, Chiapas), que se caracteriza por una plataforma continental amplia de fondos
341
blandos; y otra de escasa plataforma continental principalmente de litoral rocoso
342
correspondiente a la parte oeste de la costa de Oaxaca, a partir de Salinas del Marqués hasta
343
Puerto Angel. Los procesos meteorológicos más importantes en el golfo son los vientos
344
“Tehuantepecanos” que se presentan en la época de sequía (de mayo a octubre), derivados de
345
los vientos "Nortes" en el Golfo de México. Estos vientos de descenso que atraviesan el istmo
346
hacia el Golfo de Tehuantepec, pueden exceder los 20 ms-1, y producen un arrastre del agua
14
347
hacia el sur que determinan importantes surgencias y una mezcla considerable a lo largo del
348
eje del viento (Fig. 2). Esto determina un descenso de la temperatura superficial, aumento de
349
la salinidad y cambios en la circulación. Cuando los vientos “Tehuantepecanos” pierden
350
fuerza se reinicia el calentamiento progresivo del agua superficial, desaparece la surgencia
351
eólica y se restablece la circulación superficial del Golfo de Tehuantepec y de las aguas
352
adyacentes. Las surgencias representan una bomba de nutrientes y carbono fitoplanctónico
353
que enriquecen las aguas adyacentes en el Pacífico Oriental Tropical y determinan una
354
productividad alta ( Robles Jarero y Lara Lara, 199?). Durante la época de lluvias, el golfo se
355
comporta como un ecosistema tropical con valores bajos de biomasa y productividad del
356
fitoplancton. Como evidencia de la alta producción derivada de las surgencias, se reportan dos
357
áreas del fondo marino con altas concentraciones de fosforita.
358
359
Hasta ahora los valores de productividad primaria reportados para la región del Golfo de
360
Tehuantepec son muy escasos (Tabla 1) . No se conoce aun la variabilidad estacional de la
361
productividad para esta región (Lara Lara et al., 2003).
362
363
En general, el Golfo de Tehuantepec tiene una gran importancia en el ámbito nacional por ser
364
una región tradicionalmente pesquera –cuarto lugar en producción de camarón- y
365
ecológicamente muy productiva, ya que presenta importantes procesos físicos y ecológicos,
366
como son el fenómeno de surgencias, los aportes continentales de agua dulce y la dinámica
367
ecológica de grandes sistemas lagunares, que determinan una producción pesquera alta. Estos
368
procesos costeros tienen una fuerte influencia sobre la biología y ecología de las especies, por
369
lo que se reconoce como una macroregión ecológica marina (CONABIO, ¿?) donde confluyen
370
dos provincias zoogeográficas marino-costeras (Mexicana y Panámica) de biodiversidad y
371
endemismo característicos, con su límite entre ellas frente a Salina Cruz.
15
372
373
Dada la importancia biológica y ecológica del Golfo de Tehuantepec y la presión que se tiene
374
sobre sus recursos naturales, asociado al acelerado crecimiento poblacional en la zona costera,
375
es necesario implementar medidas de desarrollo sostenible con base en el conocimiento de la
376
dinámica ecológica de sus recursos, sin negar las condiciones ecológicas y termodinámicas
377
que establecen límites a la apropiación y transformación de la naturaleza, límites que no son
378
bien conocidos y en muchos casos ya han sido sobrepasados sin lograr el deseado desarrollo
379
sostenible.
380
381
5.- El Golfo de México
382
El Golfo de México es una frontera internacional de México, los Estados Unidos y Cuba,
383
hacia la región del Gran Caribe en la zona noroccidental tropical, subtropical y templada del
384
Océano Atlántico. Cinco entidades federativas de Estados Unidos bordean el Golfo (Florida,
385
Alabama, Mississipi, Louisina y Texas) lo que representa alrededor de 2,934 km de litoral de
386
la Unión Americana. A su vez cinco estados Mexicanos bordean el Golfo y una en la costa
387
Caribe (Tamaulipas, Veracruz, Tabasco, Campeche, Yucatán y Quintana Roo), lo que
388
representa cerca de 3,200 km de costa. Entre México y los Estados Unidos, aproximadamente
389
55 millones de personas viven en los estados costeros del Golfo de México (40 millones en
390
Estados Unidos y 15 millones en México) (Fig.4). En México más de su 80% del petróleo y
391
mas del 95% de su gas natural se produce en las costas del Golfo de México
392
393
El Golfo de México, está localizado en una zona de transición entre clima tropical y
394
subtropical entre 18° y 30° N, y 82° y 98° W . Es una cuenca semicerrada que se comunica
395
con el Océano Atlántico y con el Mar Caribe, por el estrecho de Florida y por el canal de
396
Yucatán, respectivamente. Su batimetría varía considerablemente, alcanzando profundidades
16
397
cercanas a los 4000 m en su región central. La parte occidental tiene una extensión de norte a
398
sur de 1300 km, mientras que las regiones central y oriental promedian 900 km . Ciertas
399
regiones del Golfo de México presentan características muy particulares.
400
401
La superficie del Golfo de México incluyendo el cuerpo de agua y los humedales costeros de
402
México y Estados Unidos, es ca. 1,942 500 km2. Solo el cuerpo de agua tiene una superficie
403
aproximada de 1,507.639 km2. La profundidad promedio del Golfo es ca. 1,615 m, y el
404
volumen de agua es aproximadamente 2,434 000 km3. La cuenca del drenaje total del Golfo
405
de México es ca. 5,180,000 km2, descargando mas del 80% del agua dulce de los Estados
406
Unidos a través de mas del 60% de su geografía continental, y mas del 62% del total nacional
407
de México a través de mas del 40% de su geografía continental. Los meses de abril a mayo
408
constituyen el periodo de mayor descarga fluvial en las costas de Estados Unidos (después de
409
los deshielos y lluvias continentales) septiembre a octubre es la época de mayor descarga
410
fluvial en las costas de México (después de las lluvias continentales). En la costa mexicana
411
del Golfo, la estacionalidad climática meteorológica se caracteriza por un periodo de secas de
412
febrero a mayo, una de lluvias de verano de junio a octubre con presencia de depresiones
413
tropicales, y uno de frentes fríos anticiclónicos (nortes) de octubre a febrero. Estos tres
414
periodos son constantes pero se traslapan de manera relativa, y su intensidad esta variando por
415
efectos del cambio climático global.
416
417
Desde el punto de vista de la estructuración, funcionalidad y mantenimiento de la
418
biodiversidad de los ecosistemas pelágicos en el Golfo de México sobresalen cuatro
419
elementos que han sido determinantes de la condición de la
420
ecosistemas regionales. 1. Los giros anticiclónicos y ciclónicos procedentes de la Corriente
421
del Lazo, cuyas propiedades bióticas son conservativas particularmente en los primeros y
interconectividad de los
17
422
determinan la productividad pelágica mediante afloramientos y corrientes de plataforma
423
particularmente los segundos. 2. La variable pero permanente presencia de un amplio giro
424
ciclónico en la Bahía de Campeche que determina los reclutamientos de las comunidades
425
locales. 3. La variación en intensidad en el abundante flujo de agua continental que
426
particularmente el proveniente de la Cuenca del Mississippi ha sido determinante de estas
427
zonas anóxicas. 4. La cada ves mayor presencia de estructuras artificiales dedicadas a la
428
extracción del petróleo que constituyen una nueva red de interconenctividad para
429
comunidades bénticas y pelágicas que ha determinado el mayor o menor éxito de
430
reclutamiento de diversas estrategias de vida.
431
432
El Golfo de México es un mar semi-cerrado, parte del mediterráneo americano, que recibe un
433
enorme volumen de agua dulce de origen continental cuyas aportaciones varían notablemente
434
espacial y temporalmente.
435
436
Recibe como elemento central en su circulación aguas del caribe procedentes del canal de
437
Yucatán. Por su ubicación geostrófica, su dinámica oceanográfica esta caracterizada por la
438
fuerte corriente que proveniente del Mar Caribe penetra dentro del Golfo de México a través
439
del estrecho de Yucatán, forma un más o menos amplio lazo, que se denomina Corriente del
440
Lazo, y sale hacia el Atlántico Norte a través del estrecho de la Florida para constituirse,
441
sumándose a otros flujos en la Corriente del Golfo. Por su naturaleza de corriente de borde
442
continental oeste se caracteriza por la inestabilidad de su ruta y su variación en intensidad a lo
443
largo del año. Esto hace que la Corriente del Lazo tenga una mayor o menor penetración
444
dentro de la cuenca del Golfo. El flujo principal llega a penetrar hasta los 27 grados de latitud
445
Norte. Ocasionalmente la parte norte de la Corriente del Lazo que ha penetrado en el Golfo de
446
México se separa del flujo principal que sale por el estrecho de la Florida manteniendo su
18
447
flujo principal fijo en los 25 grados Norte. El giro aislado de la corriente tiene como
448
característica un flujo anticiclónico y en consecuencia un amplio núcleo central cálido con
449
propiedades conservativas que se manifiestan en isotermas deprimidas a lo largo de cientos de
450
kilómetros horizontalmente.
451
452
Los ecosistemas pelágicos proveen las diasporas de colonización de las zonas costeras y su
453
vinculación genética aún con poblaciones remotas. Son el determinante de la productividad
454
local en las zonas nerítica junto con los aportes de las cuencas.
455
456
El análisis de la temperatura, salinidad, oxigeno disuelto y nutrientes, en las masas de agua y
457
su comportamiento, permite fundamentar la importancia de los giros en la distribución de esas
458
variables, destacando los ciclónicos por el enriquecimiento que propician en aguas
459
superficiales y subsuperficiales (según la intensidad del giro), y el encarecimiento de
460
nutrientes en los anticiclónicos. La productividad natural del Golfo de México depende de las
461
interacciones de procesos terrestres y marinos que convergen en la zona costera, condicionado
462
por los procesos climáticos, meteorológicos e hidrológicos. La distribución y concentración
463
de clorofila a (índice de la biomasa de fitoplancton) en aguas oceánicas sugiere que el Golfo
464
de México sea considerado como oligotrófico, no solo por su concentración de nutrientes,
465
sino por el contenido de este pigmento, aun en el área de surgencia; pero se registran valores
466
mas altos en las aguas costeras y en la nutriclina (Biggs y Muller-Karger, 1994).
467
468
Las imágenes del Costal Zone Color Scanner (CZCS) muestran que la variación estacional de
469
la clorofila es sincrónica en todo el Golfo, con los valores más altos de diciembre a febrero y
470
los valores más bajos de mayo a julio (Muller-Karger et al., 1991).
471
19
472
La ocurrencia de huracanes produce un incremento substancial en el aporte de nutrientes hacia
473
la superficie, lo que causa un incremento de la biomasa de fitoplancton y en consecuencia de
474
la productividad. Sin embargo, Franceschini y El-Sayed (1968) analizaron el efecto de los
475
huracanes sobre la productividad y concluyeron que dada la naturaleza poco frecuente y la
476
extensión espacial tan restringida de estos, el impacto es muy pequeño en las escalas grandes
477
de tiempo y espacio.
478
479
Las áreas costeras afectadas por ríos pequeños y estuarios presentan valores elevados de
480
productividad. Los sistemas estuarinos pueden causar un impacto en las regiones costeras
481
adyacentes a través de la exportación de nutrientes y/o biomasa de fitoplancton. Imágenes del
482
CZCS evidencian la presencia de estas lenguetas asociadas con los ríos (Lohrenz et al., 1999).
483
484
Merino Ibarra (1992) analizó la estructura y fertilización del afloramiento de Yucatán y
485
concluyó que la distribución vertical de clorofila está caracterizada por un máximo en la
486
termoclina, que separa las dos capas presentes en la plataforma. En esta zona se presentan los
487
valores mayores de producción nueva, superiores a 1 gC m-2 d-1. A pesar de que las
488
mediciones de clorofila derivadas de imágenes de satélite muestran que la región del Banco
489
de Campeche, la plataforma del norte del Golfo y la porción frente al sur de Florida son zonas
490
de alta biomasa fitoplanctónica (Bogdanov et al., 1968; Cochrane, 1962); Merino Ibarra,
491
1992; Muller-Karger, 1991), las mediciones de producción primaria y de los parámetros bio-
492
ópticos son aún muy escasas como para corroborar la información proporcionada por los
493
sensores remotos.
494
495
El Golfo de México es un área de gran diversidad de especie de aves y zona importante en las
496
rutas migratorias del Este del Continente Americano. En el Golfo existen 228 especies de
20
497
aves, de las cuales 50 (22.3%) son marinas, 112 (50%) acuáticas y 62 (27.7%) terrestres. En
498
el Golfo de México se ha registrado la presencia de 29 especies de mamíferos marinos: 28
499
especies de cetáceos (ballenas y delfines) y una especie de sirenio (manatí). México se
500
distingue por comparten el hábitat de 10 de las ll variedades de tortugas marinas que existen
501
en la actualidad. En las costas mexicanas del Golfo de México se han registrado al menos 586
502
especies de peces.
503
504
Ecosistemas Bentónicos
505
El conocimiento de las comunidades bénticas en México es aún escaso. La información
506
disponible esta dispersa en publicaciones puntuales o bien se halla contenida en la llamada
507
literatura gris. Inicialmente las comunidades bénticas que mayor atención recibieron fueron
508
las asociadas a bancos ostrícolas distribuidas en lagunas costeras. Actualmente se puede
509
calificar a la composición faunística en dichos sistemas y en el ambiente marino inmediato,
510
como diverso. Los phyla de invertebrados que han sido identificados son: Annelida,
511
Arthropoda, Brachiopoda, Cnidaria, Echinodermata, Mollusca, Nemertina, Porifera,
512
Sipunculida, Kinorhyncha, Nematoda, Platyhelmintes, Sarcomatigofora y Tardigrada.
513
514
6.- El Ecosistema Bentónico
515
Plataforma continental
516
Los 4 mayores sistemas de surgencias del mundo están dominados por pelágicos menores. De
517
forma similar, la familia de crustáceos Galatheidae que cuenta con más de 200 especies, tiene
518
5 especies dominantes, todas ellas asociadas a zonas de surgencias: Pleuroncodes plannipes
519
en la Corriente de California, P. monodon y Cervimunida johni en Perú, Munida rigusa en las
520
Islas Canarias y M. gregaria en el estrecho de Benguela. Estos organismos al alcanzar 2 años
521
de edad se vuelven bénticos En la costa oeste de Baja California se presentan grupos enormes
21
522
de P. plannipes de cientos de m o varios km, estos grupos solo pueden vivir donde abunda el
523
alimento.
524
525
En los ambientes marinos, los principales grupos del bentos lo constituyen los anélidos
526
poliquetos, los crustáceos y los moluscos. Entre ellos, los poliquetos son generalmente los
527
animales más frecuentes y abundantes de la macrofauna béntica, y son también de los grupos
528
con mayor riqueza específica. Pueden representar a más de un tercio del número de especies
529
macrobénticas presentes en un tiempo y espacio determinados (Knox, 1977).
530
531
La elevada diversidad específica y morfológica de los poliquetos, así como sus estrategias
532
adaptativas, han permitido una amplia dispersión de ellos en el ambiente acuático. Sus
533
miembros viven sobre todo en zonas marinas, aunque también los encontramos en aguas
534
salobres y dulces. Los animales que integran este grupo de invertebrados son en general de
535
vida libre, aunque algunos son comensales y están asociados a esponjas, celenterados,
536
equinodermos, moluscos, crustáceos y otros poliquetos. Ecológicamente, forman parte de
537
cualquier red trófica que exista en el bentos y algunas de las especies pueden ser indicadores
538
del estado de salud del ecosistema Pocklington y Wells, 1992).
539
540
Parte de la materia orgánica llega al fondo del mar permitiendo un desarrollo importante de
541
las comunidades bénticas. Así por ejemplo, en las regiones de la plataforma continental entre
542
Tijuana y Punta Banda, B.C, en la Bahía de Todos Santos B. C., en la laguna de San Quintín,
543
B. C., y en Bahía Magdalena, B.C.S., encontramos una elevada diversidad de macrofauna y
544
particularmente de anélidos, poliquetos, crustáceos y moluscos (Díaz-Castañeda y Harris,
545
2004; Díaz-Castañeda et al., 2005).
546
22
547
548
México alberga una significativa diversidad de equinodermos, diversas especies, algunas de
549
importancia comercial están presentes en la costa oeste de Baja California. El erizo rojo (S.
550
franciscanus) y el morado (S. purpuratus) alcanzan elevadas densidades en profundidades
551
someras, cerca de los mantos de sargazo Macrocystis pyrifera.
552
553
El Golfo de California es reconocido como uno de los cinco mares más productivos y
554
biológicamente diversos del mundo. Hendricks et al. (2005) elaboraron un listado de la
555
macrofauna del Golfo de California en la que documentaron 60 familias y 575 especies de
556
poliquetos.
557
558
Hasta ahora se han registrado aproximadamente 1100 especies en el Pacífico mexicano; más
559
de la mitad están presentes en la plataforma continental del golfo de California, encontrándose
560
49 familias, 282 géneros y 767 especies, la mayoría de las cuales han sido recolectadas frente
561
a las costas de los estados de Baja California Sur: (38 familias y 379 especies), Sinaloa: (44
562
familias y 361 especies), y Baja California (40 familias y 243 especies) (Solís-Weiss y
563
Hernández-Alcántara Rep técnico 1996).
564
565
Hasta ahora se han publicado más de 30 trabajos que hacen mención de los poliquetos bénticos
566
del golfo de California e incluyen material proveniente de lagunas costeras, zonas intermareales y
567
plataforma continental (Solis y Hernández-Alcántara,1996).
568
569
570
El bentos del Golfo de México se ha estudiado ampliamente en la zona costera. Los hábitats
571
mejor documentados incluyen la plataforma continental nerítica lodosa, arrecifes de coral o de
23
572
ostiones, marismas salobres, raíces de manglar, pantanos y pastos marinos en lagunas costeras
573
y estuarios, y en menor grado las playas y costas rocosas. Recientemente se ha iniciado la
574
exploración de las comunidades bénticas del talud continental, asociados a los fondos con
575
actividad quimiosintética, junto con las comunidades bénticas de cañones, escarpes y montes
576
de la planicie abisal. De los resultados existentes se puede reconocer que existe una
577
diversidad grande de ecosistemas, hábitats y especies. Esto permite sugerir que el Golfo de
578
México tiene una biodiversidad potencial elevada, equivalente a la reconocida en hotspots
579
terrestres de ambientes tropicales y subtropicales. Las listas de especies bentonicas para
580
vertebrados e invertebrados son extensas, y se han ubicado en 27 de los 28 phyla reconocidos
581
para ambientes marinos, incluyendo 13 endémicos marinos. De estos phyla, 6 son frecuentes
582
y abundantes en las comunidades bénticas del Golfo de México: gusanos poliquetos,
583
crustáceos peracáridos y decapados, equinodermos, moluscos, nemátodos e hidróides. Entre
584
las comunidades bénticas mas complejas en el Golfo de México, se han reconocidos las
585
asociaciones de otros componentes bénticos sésiles, como son los de pastos marinos, de
586
microalgas carbonatadas, de gusanos pogonóforos y de arrecifes de coral. La riqueza de
587
especies en la planicie abisal es similar a la que se ha reconocido en la plataforma continental,
588
pero la composición de especies es diferente, al igual que la talla de los organismos que tiende
589
a disminuir con la profundidad. Actualmente se han registrado aproximadamente 300 especies
590
de ostrácodos bentónicos, agrupados en 5 asociaciones faunísticas.
591
592
El mar profundo
593
El mar profundo, definido como la porción de los mares localizada a profundidades mayores a
594
200 m. A pesar del área extensa que abarcan, el conocimiento actual es limitado con respecto
595
a otros hábitats profundos. El mar profundo se extiende por miles de kilómetros sin barreras
596
físicas o biológicas. Estos hábitats se distinguen de cualquier ecosistema en el planeta y se
24
597
caracterizan por una productividad biológica baja, energía física relativamente baja (corrientes
598
de velocidades < 0.25 nudos), tasas biológicas reducidas por la temperatura baja (2 a 4°C) y el
599
aporte alimenticio limitado de 1 – 10 g C m-2 y-1 donde el fitodetrito es el principal aporte
600
alimenticio. La biomasa béntica de los fondos lodosos representa de 0.001- 1 % la biomasa de
601
aguas marinas someras. La mayoría de especies que viven en estos fondos son endémicas, la
602
diversidad es elevada registrándose entre 21 – 250 especies en un área de 0.25 m2 de lodo de
603
mar profundo. El mar profundo en México presenta una diversidad de hábitats que incluyen
604
taludes continentales, trincheras, dorsales y zonas de subducción y expansión, montes
605
marinos, ventilas hidrotermales, infiltraciones de metano y cañones submarinos que se
606
distribuyen como islas en la vastedad de los fondos lodosos. Estos hábitats difieren de los
607
fondos lodosos por la presencia de sustratos duros y niveles de productividad comúnmente
608
elevados a veces sostenidos por quimiosíntesis con agregaciones grandes de invertebrados y
609
bacterias que responden en forma diferente a los impactos antropogénicos y al cambio
610
climático. El conocimiento sobre diversidad biológica y características ambientales se han
611
concentrado al Golfo de México y Golfo de California. Con respecto a procesos solamente
612
conocemos incipientemente el flujo de partículas al fondo y la tasa metabólica de las
613
comunidades asociadas a los fondos marinos en el Golfo de México. Entre las principales
614
amenazas para el mar profundo en México se prevé el desecho de basura industrial, urbana y
615
proveniente de naves, la pesca profunda con líneas, la extracción de minerales, petróleo y gas.
616
Es importante señalar que la pesquería en ambientes profundos no es sustentable dada la tasa
617
lenta de crecimiento de los peces e invertebrados y su lenta tasa de reclutamiento.
618
conocimiento sobre los grupos taxonómicos es limitado debido al número reducido de
619
expertos en la gran mayoría de los taxa marinos y en particular de aquellos que ocurren en el
620
mar profundo. El financiamiento limitado para el estudio de este tipo de hábitats y el costo
621
elevado en equipos e infraestructura para su estudio es uno de los grandes retos a vencer en
El
25
622
las próximas décadas. A pesar de que existe un acoplamiento entre columna de agua y el
623
fondo marino y el cambio climático como lo constatan los registros paleo oceanográficos, es
624
difícil predecir el impacto que el cambio climático tendrá sobre los ecosistemas profundos, sin
625
embargo, es cierto que los cambios que se den sobre la producción primaria debido al cambio
626
global alterarán la cantidad de alimento que llegue al mar profundo limitado en alimento. A la
627
fecha solamente existe un punto de monitoreo en el largo plazo en mar profundo que se ha
628
ubicado en el Golfo de México.
629
630
La diversidad de este complejo en el SW del Golfo de México se ha estimado en un total de
631
1,422 especies. La mayoría de los registros faunísticos de que se dispone son de tipo
632
descriptivo y la información cuantitativa se restringe a especies de importancia comercial
633
(ostiones, almejas, camarones peneidos).
634
635
8.- Las Ventilas Hidrotermales
636
Como uno de los frutos de la cooperación científica internacional, México ha tenido la
637
oportunidad de participar en la exploración oceanográfica del mar profundo. Este ambiente
638
inhóspito cuyas condiciones de absoluta oscuridad, temperaturas cercanas al punto de
639
congelación, y presión hidrostática superior a las 200 atmósferas, ha representado en las
640
últimas tres décadas un verdadero desafío para la ciencia y la tecnología moderna. Gracias al
641
desarrollo de nuevas tecnologías tales como sumergibles autónomos y sistemas robóticos, los
642
secretos del mar profundo, han venido progresivamente siendo desentrañados. En este
643
ambiente tan particular, la oceanografía moderna ha tratado de encontrar la respuesta a
644
fenómenos sísmicos, el desplazamiento de las placas tectónicas, la concentración de minerales
645
estratégicos, y los centros de emisión de calor del interior de la Tierra. Sin embargo, quizás
646
las preguntas más intrigantes en este misterioso ambiente, están relacionadas con las
26
647
posibilidades de encontrar los primordios de vida a partir de los cuales irradiaron las primeras
648
formas de vida en el planeta Tierra. Sobre los vastos espacios profundos de las cuencas
649
oceánicas, reconocidos como zonas abisales por los primeros exploradores del siglo XIX, se
650
han descubierto a partir de 1977 (Corliss et al., 1977; Ballard, 1977) formas de vida y
651
adaptaciones fisiológicas desconcertantes, cuyo estudio ha requerido el replanteamiento de
652
conceptos evolutivos tales como los mecanismos de especiación y distribución de formas de
653
vida marina a través del tiempo (Grassle, 1982 y 1985; Soto y Molina, 1987). Actualmente,
654
el progreso de la investigación oceanográfica del mar profundo aunada a la incorporación de
655
técnicas de filogenética molecular, han estimulado nuevamente el debate sobre la búsqueda
656
del ancestro universal en ecosistemas reconocidos como extremos, por sus características
657
altamente reductoras, temperaturas superiores a 300º C, y energía química secuestrada en
658
compuestos minerales, capaz de ser utilizada en la síntesis de compuestos orgánicos mediante
659
la quimiosíntesis. Solo los microorganismos hipertermofílicos que habitan sistemas
660
geotérmicos y las llamadas ventilas hidrotermales en el mar profundo, son capaces de
661
subsistir con éxito en dichos ambientes. Sin duda una de las implicaciones de mayor
662
importancia de este importante fenómeno adaptativo, es la proximidad genética (pequeñas
663
subunidades de rARN y duplicación de genes) de estos microorganismos hipertermofílicos
664
con un posible ancestro universal (Pace, 1991) a partir del cual se originaron las tres ramas
665
filogenéticas primarias: Archaea, Bacteria, y Eucarya.
666
667
En nuestro país la investigación del mar profundo es aun incipiente y son pocos los recursos
668
humanos y físicos que se invierten en su estudio. Las ventilas hidrotermales, se originan en
669
las fisuras del piso oceánico, cuando las grandes placas tectónicas se desplazan sobre la
670
corteza terrestre, dejando espacios por los que se filtra agua oceánica con temperaturas de 2º a
671
4º C. Al calentarse el agua por su proximidad con la cámara magmática, la diferencia de
27
672
densidad ocasiona su expulsión a manera de un géiser submarino (temperaturas > 300 º C),
673
disolviendo a su paso los contenidos minerales de rocas de la propia corteza.
674
675
En las aguas del Pacífico frente a las costas de Manzanillo (21º N), y en la porción central del
676
Golfo de California, en la llamada Cuenca de Guaymas, a profundidades en exceso a los 2000
677
m, se han localizado a partir de los años setenta (Lonsdale, 1985) sistemas hidrotermales
678
cuyas complejas formas de vida han atraído la atención de la comunidad científica
679
internacional. Actualmente, el avance del estudio del mar profundo ha revelado que estos
680
sistemas de vida también se presentan en zonas poco profundas (< 1000 m) como el
681
Escarpado de Florida y la costa de Louisiana, en el Golfo de México (Paull, et al., 1984:
682
Brooks, et al., 1987) y en los márgenes de subducción de las placas tectónicas frente a las
683
costas de Oregon y Japón (Kulm et al., 1986; Saino y Otha, 1989). Algunas de estas
684
localidades no necesariamente exhiben altas temperaturas, pero todas coinciden en contar con
685
la presencia de las especies químicas, vitales para las bacterias quimiolitoautotróficas.
686
687
Los estudios se han concentrado esencialmente en tres aspectos básicos: 1) la estructura y
688
funcionamiento de la comunidad de megafauna (organismos reconocibles por tu tamaño en
689
registros vídeo y/o fotográficos, 2) estrategia trófica de los organismos predominantes y 3) las
690
características sedimentarias de la materia orgánica depositada en sitios próximos a las
691
ventilas hidrotermales (de Lanza y Soto, 1999; Soto, 2004).
692
693
A través de varias expediciones exploratorias en la Cuenca de Guaymas se ha tenido
694
oportunidad de estimar la biodiversidad de especies de megafauna la cual se aproxima a más
695
de 14 (Soto y Grassle, 1988).
696
28
697
En la Cuenca de Guaymas se reconocen cuatro fuentes importantes de carbono orgánico:
698
carbono autigénico producido a partir de la quimiosíntesis de bacterias sulfo-oxidativas;
699
carbono de origen metanogénico; el carbono generado por la vía de los hidrocarburos fósiles
700
presentes; y el carbono autotrófico producido por la fotosíntesis. El organismo que mejor
701
refleja su dependencia del carbono orgánico de origen quimiosintético es R. pachyptyla
702
C –12.7 – 13.2 %), en tanto que su análogo funcional en substratos sedimentario suave, el
703
bivalvo Vesicomya gigas, muestra un valor de carbono isotópico empobrecido (13 C –35.9-
704
35.4%).
(13
705
706
La complejidad de las fuentes de carbono orgánico presentes en la Cuenca de Guaymas
707
requiere también examinar la distribución, la concentración y alteración de la materia
708
orgánica sedimentaria por los procesos hidrotermales. El flujo vertical de carbono
709
incorporado al sistema bentónico profundo, puede inferirse a partir del cálculo de las
710
proporciones de C: N: P (número de Redfield). En el caso de la materia sedimentaria en la
711
Cuenca de Guaymas, esta proporción resulta ser alta (2692:57:1 y 2130:25:1) en los sitios
712
próximos a ventilas activas (> 29º C): esto confirma la importancia de la exportación de
713
carbono quimiosintético al ambiente abisal inmediato a las ventilas. Los ambientes
714
hidrotermales profundos presentes en el océano Pacífico Oriental son sitios idóneos para la
715
formulación de programas internacionales de cooperación científica en virtud a la importancia
716
estratégica que representan para la futura extracción de minerales de alta pureza y el estudio
717
de fármacos de actividad anticarcinogénica (Ayala Castañares y Knox, 2000).
718
719
II Prioridades de Investigación
720
Recientemente, la comunidad académica internacional ha desarrollado diversos esfuerzos para
721
identificar los temas más urgentes de investigación que provean las bases para avanzar el
29
722
conocimiento de los ecosistemas marinos y el uso sustentable de sus recursos, asimismo que
723
provea los elementos para enriquecer la toma de decisión. En general, entre los temas
724
principales están los siguientes:
725
726
•
Consumo de alimentos y la salud humana
727
•
Mejorar la salud de los ecosistemas
728
•
Uso sustentable de los recursos naturales
729
•
El rol del océano en la variabilidad y el cambio climático
730
•
Mitigación de los riesgos por fenómenos naturales.
731
732
Asimismo, se han propuesto varios elementos transdisciplinarios. Estos incluyen:
733
•
Incrementar el entendimientos básico del océano
734
•
Apoyo a la investigación marina a través de la observación e infraestructura
735
•
Expansión de la educación marina
736
737
738
De manera particular se requiere:
•
Establecer un sistema de monitoreo oceánico para medir la variabilidad y el
739
cambio climático a escalas de mediano y largo plazo, así como medir las variables
740
físicas, químicas y biológicas en regiones representativas de los mares mexicanos.
741
•
Estudiar como cambia la estructura y el funcionamiento de los ecosistemas
742
marinos a través del tiempo y el espacio, en función de la variabilidad y el cambio
743
climático y las actividades humanas.
744
•
Estudios de indicadores de la ecología y ecofisiología del plancton para mejorar la
745
interpretación de los registros del pasado a través de los fósiles en los sistemas
746
sedimentarios.
30
747
•
efecto invernadero para entender la capacidad de secuestro del océano.
748
749
•
•
•
•
Establecer sistemas de alerta temprana sobre los efectos de la eutroficación,
mareas rojas, sustancias toxicas y especies invasivas.
756
757
Mejorar los métodos para escalar a partir de observaciones locales y estimar la
producción primaria y secundaria a escala global.
754
755
Mejorar los métodos para escalar los modelos de escala global para predecir los
efectos locales y regionales para los procesos biogeoquímicos en el océano.
752
753
Aumentar el conocimiento de la biodiversidad marina, sus fronteras y sus patrones
geográficos.
750
751
Estudios a gran escala de los flujos entre el océano y la atmósfera de los gases de
•
Un mejor entendimiento de la magnitud de los reservorios de carbono y de los
758
mecanismos responsables de los flujos, para entender el rol del océano en el
759
cambio climático.
760
•
Un mejor entendimiento de los mecanismos básicos en la interacción de la
761
atmósfera y el océano en cuanto a los intercambios fundamentales de: momentum,
762
transferencia de especies químicas, calor y humedad.
763
764
El mayor vacío en el conocimiento de los ecosistemas marinos es el desconocimiento a largo
765
plazo ya a diversas escalas espacio-temporales de los procesos ecológicos mas relevantes que
766
son los responsables de proveer de los bienes y servicios de los ecosistemas.
767
768
En México tenemos un desconocimiento total del funcionamiento de los ciclos
769
biogeoquímicos marinos (carbono y nitrógeno, principalmente). Desconocemos asimismo la
770
magnitud de los reservorios y flujos de los elementos antes mencionados, en la mayoría de los
771
ecosistemas marinos.
31
772
773
Hasta ahora, es aun muy incipiente el conocimiento sobre la respuesta de los ecosistemas
774
marinos a la variabilidad ( i.e., El Niño y La Niña) y el cambio climático. Por la magnitud de
775
los afectos a los sistemas naturales y los impactos socioeconómicos debe de ser uno de los
776
temas de investigación de mayor prioridad en la agenda científica.
777
778
Con excepción de las especies de fauna y flora de interés económico, en general, conocemos
779
muy poco sobre la biodiversidad marina de todos los grupos, tanto pelágicos como
780
bentónicos. El problema es aun mas critico por la carencia y motivación de recursos humanos
781
para el trabajo taxonómico.
782
783
Es urgente conocer las consecuencias ambientales y socioeconómicas de los cambios en los
784
servicios que nos proveen los ecosistemas.
785
786
III. Retos para la Toma de Decisión
787
El océano es basta y complejo, es un reto muestrearlo, observarlo, y modelarlo. Los procesos
788
oceánicos varían en una amplia escala espacial y temporal, desde segundos hasta décadas,
789
desde micras hasta miles de kilómetros, y muchos procesos están enlazados en maneras que
790
aun no entendemos.
791
792
Los ecosistemas marinos son integrales a nuestro modelo de desarrollo. Como se menciono
793
anteriormente ellos cubren los ecosistemas pelágicos en la plataforma continental y en las
794
aguas oceánicas. Así mismo, los ecosistemas bentónicos en la plataforma y en el océano
795
profundo. Los ecosistemas marinos están conectados con los ecosistemas terrestres, no
796
únicamente a través de la zona costera, pero también a través de los ríos y diversos
32
797
escurrimientos. Los ecosistemas marinos contienen una inmensa diversidad biológica,
798
estructurados por complejas interacciones físicas, químicas, geológicas y ecológicas, las
799
cuales proveen abundantes bienes y servicios que apoyan el desarrollo de la sociedad y son
800
esenciales para mantener la vida en el sistema terrestre. Sin embargo, estos ecosistemas son
801
finitos y vulnerables a la sobre explotación y mal uso, todo como resultado de las múltiples
802
actividades socioeconómicas.
803
804
Nuestro país necesita un océano saludable y biológicamente diverso, esto solo sucede si
805
tenemos un amplio entendimiento de los procesos que regulan las poblaciones de los diversos
806
ecosistemas marinos. México necesita avanzar en las investigaciones de las ciencias marinas
807
tanto básica como aplicada, desarrollar una estrategia nacional comprensiva que establezca las
808
prioridades de investigación marina para resolver los urgentes asuntos, desde la escala global
809
a la local, capitalizando en la infraestructura existente, e identificando las necesidades futuras.
810
811
A medida que la infraestructura científica y tecnológica a nivel mundial avanza, nuestro país
812
requiere la participación de varias entidades de apoyo, tanto gubernamental como privado. La
813
investigación marina requiere cubrir una multitud de regiones geográficas, fenómenos
814
ambientales e implicaciones regulatorias. Lo que inicio como una actividad de investigación
815
dirigida a entender la hidrografía básica, la circulación y las corrientes oceánicas, la
816
evaluación de poblaciones pesqueras, ahora requiere expandirse a una investigación
817
multidisciplinaría, interdisciplinaria, transdisciplinaria y multi-institucional, para atender a
818
algunos de los retos actuales mas preocupantes del sistema terrestre ( i.e., cambio climático,
819
manejo de ecosistemas, salud publica, mitigación de fenómenos naturales, etc.) desde la
820
escala local hasta la global.
821
33
822
Esta evolución requiere un plan de investigación oceánica que maximice las oportunidades
823
para colectar, administrar, y analizar datos oceánicos; que provea maneras de compartir
824
recursos; y que al final provea la información requerida para que los tomadores de decisión
825
hagan decisiones con bases científicas sobre el uso y la protección del océano.
826
827
Los mares y la zona costera de México son uno de los pilares para el desarrollo nacional.
828
Desafortunadamente el deterioro ambiental con la consecuente perdida de la biodiversidad
829
marina y de muchos recursos socioeconómicos, cada día sigue incrementándose. Nuestro país
830
es actualmente uno de los países con los ecosistemas marinos más frágiles y vulnerables ante
831
los impactos de los fenómenos naturales y los antropogénicos.
832
833
En el contexto internacional, el capitulo 17 de la Agenda 21 describe las principales acciones
834
relacionadas con el uso sustentable de los recursos marinos, y establece un plan de acción y
835
las prioridades para avanzar hacia el desarrollo sustentable. Desafortunadamente, hasta hoy,
836
nuestro país no ha integrado ni ha adoptado en forma responsable los principios de la
837
sustentabilidad. Es urgente que en nuestro país se promueva la construcción de las Agendas
838
21 Locales, a nivel municipal, para después integrar las Agendas 21 estatales y por último la
839
Agenda 21 Nacional, para desarrollar las estrategias que nos lleven a armonizar el desarrollo
840
social, con lo económico, lo ambiental, que nos permitan crear la institucionalidad para
841
establecer las políticas publicas que permitan elevar la calidad de vida de la sociedad con base
842
a una explotación racional de los recursos marinos.
843
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Lista de leyendas de Figuras
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Figura 1. Los ambientes marinos de México
1117
Figura 2. Mar territorial y zona económica exclusiva de México
1118
Figura 3. Regiones marinas oceánicas de México
1119
Figura. 4 Las provincias marinas de México
1120
Figura 5. Las áreas de surgencias de México
1121
Figura 6. El Golfo de Tehuantepec
1122
1123
Lista de leyendas de Tablas
1124
Tabla 1. Tasas de productividad primaria de los ecosistemas marinos de México
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