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SEGUNDO ESTUDIO DE PAIS 2
Parte A. Conocimiento de la Biodiversidad 3
Capitulo: 2 Los Ecosistemas Marinos 4
ARC: Dr. Rubén Lara Lara 5
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I. El Estado del Conocimiento: 7
Ecosistemas Pelágicos: 8
1. La Plataforma Continental (Gilberto Gaxiola, CICESE, Ramón Sosa, U de C, Rubén 9
Lara y Carmen Bazán, CICESE) 10
2. El Golfo de California (Eduardo Valdez, USON y Rubén Lara, CICESE) 11
3. El Pacifico Central Mexicano ( Guadalupe Robles, U de G) 12
4. El Golfo de Tehuantepec (Margarito Tapia y Maria de la Cruz, UAM) 13
5. El Golfo de México (Virgilio Arenas, U de V) 14
Ecosistemas Bentónicos: 15
6. El Ecosistema Bentónico (Victoria Díaz, CICESE y Elva Escobar, UNAM) 16
7. Los Sistemas Hidrotermales (Luis Soto, UNAM) 17
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II. Prioridades de Investigación 19
III. Retos para la Toma de Decisión 20
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Introducción General 26
La mayor parte del planeta tierra (70.8 % 362 millones de Km2) está cubierta por océanos y 27
mares. Los sistemas marinos son altamente dinámicos e interconectados a través de una red 28
de corrientes superficiales y profundas. Las propiedades del agua (temperatura y salinidad) 29
forman capas estratificadas, mareas, y corrientes; en muchas regiones las surgencias rompen 30
esta estratificación mezclando las capas y creando una heterogeneidad vertical y lateral dentro 31
del ambiente marino. El océano provee un enorme y variado espacio para que se desarrolle la 32
vida. El océano determina nuestro clima y el tiempo, es el motor que transporta el calor y el 33
agua dulce. El océano contribuye enormemente a la biodiversidad del planeta. 34
35
El mar, en donde se originó la vida, posee una enorme y poco conocida diversidad de 36
regiones, ecosistemas, plantas, animales, microorganismos, genes y moléculas orgánicas. El 37
mar en apariencia homogéneo, es muy heterogéneo. Los grupos taxonómicos: esponjas, 38
celenterados, algas, equinodermos, peces, muchos de ellos solo representados en el mar, 39
contrastan la diversidad terrestre de fanerógamas e insectos. Hasta ahora la biodiversidad 40
marina ha sido menos estudiada que la terrestre. 41
42
Si se excluyen los insectos, 65 % de las especies de la tierra son marinas (Thorson, 1971). Si 43
se considera que la mayoría de filos y taxa superiores están principalmente representados en 44
el mar, probablemente la biodiversidad genética y bioquímica sea aun mayor. En contraste, se 45
estima que el número total de especies es mayor en los ambientes terrestres ya que el 75 % de 46
las especies del planeta son insectos. En el medio marino la facilidad del transporte por las 47
corrientes marinas, provoca que los estadios planctónicos de muchas especies se intercambien 48
fácilmente entre hábitats y ecosistemas, lo cual tiende a reducir la diversidad. 49
50
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El mar, como la tierra, es heterogéneo y presenta varios tipos de ecosistemas. Los ecosistemas 51
marinos se clasifican relacionándolos con las zonas de vida (ej.: pelágicos, asociados a las 52
masas de agua y bentónicos, asociados a los fondos marinos), con los biotopos (de fondos y 53
litorales arenosos, rocosos, etc.) y/o con las biocenosis características (ecosistemas de 54
arrecifes de coral, de manglares, etc.) (FIg.1). A su vez, cada zona se diferencia en costera 55
(nerítica) u oceánica o marina, según se ubique con relación a la plataforma continental. En 56
muchas ocasiones la clasificación es en función de la disponibilidad de luz para la fotosíntesis 57
(organismos de la zona eufótica) de los que viven en permanente oscuridad (zona afótica) y 58
por lo tanto dependen del aporte de energía de otros sistemas. También se pueden clasificar de 59
acuerdo a criterios funcionales según su fuente de energía metabólica: el fitoplancton, 60
macroalgas, ecosistemas quimiosintéticos, etc. (Mann, 1989). 61
62
En cuanto a la biodiversidad de las biocenosis, el sistema marino, al igual que el terrestre se 63
enriquece de los polos hacia el ecuador. Así mismo los sistemas bentónicos son mas diversos 64
que los pelágicos. En general, las tendencias coinciden con dos generalizaciones propuestas 65
por Margalef (1974), en comunidades transitorias, explotadas o bajo condiciones ambientales 66
muy fluctuantes, la diversidad es baja. Por el contrario, los ecosistemas de ambientes estables 67
tienden a aumentar su biodiversidad. 68
69
El territorio Continental de México comprende 1.964 millones de km2 (5,127 km2 superficie 70
insular) y el área oceánica (2.946 millones de km2 ), 2.715 millones de la zona económica 71
exclusiva y 231,813 km2 del mar territorial, así como 11,122 km de litoral continental (Fig.2). 72
El mar territorial ocupa una franja marina de 22.2 km. El 68% del litoral continental 73
corresponde a las costas e islas del Océano Pacífico y del Golfo de California, y 32% a las 74
costas, islas y cayos del Golfo de México y del Mar Caribe. Además, esta zona marítima 75
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cuenta con 500,000 km2 de plataforma continental, con 16,000 km2 de superficie estuarina y 76
con más de 12,000 km2 de lagunas costeras. Esta zona marina y costera proporciona al país 77
una riqueza extraordinaria. Por la ubicación geográfica de México, entre las influencias 78
oceánicas del Atlántico centro-occidental y del Pacífico centro-oriental, se explica buena parte 79
de su enorme diversidad biológica y ecosistémica. La amplia gama de recursos y ecosistemas 80
marinos con que cuenta significa que, en términos de litorales y superficie marina, México es 81
el décimo segundo país mejor dotado a nivel mundial. Es así que México tiene mas área 82
oceánica (~ 65 % ) que su área terrestre ( 35 %), curiosamente un tanto similar a la proporción 83
entre agua y tierra del planeta. Esta distribuida en la región del Pacífico Mexicano, incluyendo 84
los Golfos de California y Tehuantepec, y en el Atlántico con el Golfo de México y el Mar 85
Caribe (Figs.3 y 4). 86
87
México al igual que todos los países con áreas marino - costeras, posee una enorme riqueza, 88
la cual cuenta con una diversidad de recursos, los cuales contribuyen al desarrollo 89
socioeconómico del país. Además de los bienes (servicios de aprovisionamiento) que nos 90
proveen los ecosistemas marinos (alimento, combustibles, fibras, materiales para la 91
construcion, farmacos, recursos genéticos y de ornamento, etc.), nos ofrecen una variedad de 92
servicios de soporte (hábitats, productividad primaria, reciclado de nutrientes, secuestro de 93
gases invernadero, etc.), los cuales son esenciales para preservar la vida. 94
95
Sin embargo, México al igual que el resto de los países del mundo, se enfrentan a una serie 96
de oportunidades y amenazas para elaborar estrategias y políticas racionales para el uso 97
sustentable de sus recursos. Por un lado, la investigación oceanográfica de los ecosistemas 98
marinos de manera integral es muy reciente, por otro lado, las inversiones para desarrollar la 99
infraestructura física que se requiere (instituciones, equipamiento, barcos de investigación), y 100
5
la formación de recursos humanos ha progresado lentamente, y por el otro lado, en general, ha 101
habido muy pobre vinculación entre los sectores (académicos, privados, gubernamentales) 102
para organizar una agenda marina para el desarrollo sustentable de los mares y costas de 103
México. 104
105
Hasta ahora, las diferentes percepciones, valores y prioridades de los diferentes sectores de la 106
sociedad, han impedido el desarrollo de una política de manejo de los recursos marinos que a 107
todos satisfaga, el resultado ha sido un gran deterioro ambiental de la mayoría de los 108
ambientes marinos, y la rápida sobreexplotación de la mayoría de los recursos, lo cual trae 109
indudablemente, la degradación social de todos los actores que dependen de la explotación de 110
los recursos naturales, y de la sociedad en general. 111
112
Ecosistemas Pelágicos 113
Los ecosistemas pelágicos se basan en la producción del fitoplancton, y son responsables del 114
90% de la producción marina mundial, no tanto por ser muy productivos sino por ocupar la 115
enorme superficie del mar. La productividad del fitoplancton depende de la luz y de la 116
concentración de nutrientes en el agua, pudiendo ser mas baja que la de los áridos desiertos 117
terrestres. En aguas ricas fertilizadas por los procesos de surgencias o ríos, la productividad 118
primaria puede ser superior a un campo agrícola de cultivo. Los ecosistemas pelágicos se 119
diferencian, dependiendo del grado de fertilización en: a) ecosistemas estables de baja 120
producción y b) ecosistemas de pulsos de alta producción. En general, los ecosistemas de alta 121
producción son característicos de las zonas templadas o de influencia por ríos, por ejemplo el 122
ecosistema de surgencias del sur de la Corriente de California (costa de la Península de Baja 123
California) y los de baja producción los encontramos en las regiones tropicales y 124
subtropicales. Por ejemplo, la mayor parte del Caribe Mexicano no es fertilizada ni por 125
6
surgencias ni por ríos; las aguas cálidas superficiales no se mezclan con las profundas más 126
frías y ricas en nutrientes; los nutrientes se sedimentan y el mar se transforma en un desierto 127
donde se organiza un ecosistema poco productivo pero de admirable complejidad. El 128
fitoplancton en estos ecosistemas es muy variado, en general dominado por las cianofíceas, a 129
las que acompañan los dinoflagelados, algunas grandes diatomeas y cocolitofóridos. Existe 130
otro productor importante, la macro alga flotante Sargassum, que da su nombre al Mar de los 131
Sargazos, el cual es un excelente sustrato para otras plantas y animales. 132
133
Los ecosistemas de alta productividad pueden ser fertilizados por surgencias y por ríos. Estos 134
ecosistemas son caracterizados por las altas poblaciones de cardúmenes de pelágicos menores 135
(anchovetas y sardinas), los cuales son predados por pelágicos migratorios, como los jureles, 136
atúnes y sierras. La actividad pesquera comercial desarrolla sus principales actividades en 137
estos ecosistemas. Parte de la alta producción de estos sistemas se transfiere por 138
sedimentación a los ecosistemas bentónicos. 139
140
Los ecosistemas de la plataforma continental en México juegan un papel importante en la 141
economía del país a través de proveer alimento, recursos no renovables y a través del control 142
del clima. Las plataformas continentales como ecosistema sostienen la producción pesquera 143
del país y ejercen un control importante sobre la productividad primaria regional conteniendo 144
una riqueza y variedad de comunidades marinas. Los cambios en el estado de estos 145
ecosistemas a través de controles ambientales naturales o inducidos por el hombre pueden 146
llegar a tener consecuencias económicas y sociales importantes. Agentes que pueden inducir 147
el cambio incluyen el clima, la hidrología, la descarga fluvial, las prácticas del uso de tierra o 148
de desecho de basura, la pesca, la acuacultura y la extracción de recursos no renovables. Las 149
tendencias en todos estos agentes, particularmente aquellos generados por el hombre, sugieren 150
7
que estos ecosistemas estarán bajo gran presión en el futuro inmediato. 151
l.- Plataforma Continental 152
Las plataformas continentales en México se han definido como el área que se extiende de la 153
línea baja de la marea al reborde o márgen continental al inicio del talud que cae rápidamente 154
a cási 200 m de profundidad. La amplitud de la plataforma en México es muy variable, siendo 155
las mas extensa la del Banco de Campeche en el Golfo de México. 156
En general, la producción pesquera y biomasa en la plataforma son el reflejo del aporte local 157
de nutrientes y materia orgánica con excepción de la costa del Pacífico Oriental Tropical 158
donde se presenta la zona de oxígeno mínimo cerca de la superficie. 159
En particular, dentro de los ecosistemas de la plataforma continental, los sistemas de 160
surgencias costeras son totalmente diferenciables de otros tipos de ecosistemas marinos, ya 161
que constituyen una unidad funcional de organización física y biológica con características de 162
estructuras tróficas y ciclos de materiales muy diferentes al resto de los ecosistemas. Aunque 163
a nivel global estos sistemas representan solamente el 0.1% del área oceánica, contribuyen 164
con cerca del 50% del volumen de peces capturados (Ryther, 1969). 165
166
Los ecosistemas de surgencias costeras están generalmente asociados con los bordes de 167
frontera este de las principales corrientes oceánicas, donde predominan los vientos hacia el 168
ecuador como parte de los sistemas de alta presión atmosférica cuasi-estacionarios. Cuando el 169
viento paralelo a la costa permanece por un tiempo suficientemente largo favorece la 170
formación de surgencias sobre una gran parte de la zona costera. En el Océano Pacífico las 171
zonas más importantes de surgencias costeras se encuentran en Oregon y California (EUA), 172
Baja California (México) y en las costas de Perú-Chile. Estas zonas de surgencias están 173
asociadas con dos grandes centros de alta presión atmosférica: uno en el hemisferio norte 174
8
frente a California-Baja California y el otro en el hemisferio sur frente a Chile-Perú. 175
176
En México, además de las surgencias de la costa de Baja Califonria, econtramos eventos de 177
surgencias en el Golfo de California, Cabo Corrientes, Golfo de Tehuantepec y en algunas 178
regiones del Mar Caribe (Fig. 5). 179
180
La surgencia costera es un proceso donde el agua subsuperficial es llevada hacia la superficie 181
debido al forzamiento del viento, para posteriormente ser movida por el flujo superficial 182
horizontal lejos del área de transporte vertical. La capa superficial del mar afectada 183
directamente por el viento es del orden de decenas de metros y se le conoce como la capa de 184
Ekman. Debido a la rotación de la tierra (fuerza de hacia�Coriolis) la dirección del 185
transporte neto (transporte de Ekman) es 90 la derecha del viento en el hemisferio norte. En 186
este proceso hay un importante suministro de nutrientes inorgánicos hacia la zona eufótica, 187
los cuales junto con la luz suficiente para el crecimiento del fitoplancton generan una alta 188
producción biológica. Las condiciones óptimas de nutrientes y luz se mantienen por largos 189
períodos (de tres a cuatro meses del año), por lo que la cantidad anual y el patrón de 190
productividad biológica es muy diferente al que ocurre en otras regiones del océano. Aunque 191
el tamaño y la localización geográfica de las regiones de surgencias costeras son muy 192
limitadas (Fig. 1), el flujo anual de nuevo material orgánico hacia los ecosistemas marinos es 193
muy grande. Una parte de este material se incorpora en la red trófica del sistema pelágico, 194
pero otra parte muy importante se exporta hacia el fondo de la plataforma continental 195
generando ambientes bentónicos con bajas concentraciones de oxígeno, alto contenido 196
orgánico en los sedimentos y en algunos casos extremos denitrificación y producción de ácido 197
sulfhídrico. 198
9
199
Los sistemas de surgencias costeras tal y como se definieron anteriormente ocurren sobre la 200
costa occidental de la Península de Baja California durante los meses de primavera y verano, 201
cuando el centro de alta presión atmosférica se localiza frente a esta región. Sin embargo, 202
existen otras zonas del país donde se producen surgencias o mezcla vertical que transportan 203
nutrientes hacia la zona eufótica y generan ecosistemas muy particulares. Ejemplos de esto 204
son las surgencias ocasionales que se presentan en las costas de Sonora y Sinaloa durante 205
invierno y primavera, los fuertes procesos de mezcla vertical generados por las mareas vivas 206
en la región de la grandes islas del Golfo de California, las surgencias ocasionales que se 207
desarrollan frente a Cabo Corrientes y la mezcla vertical producida por los vientos tehuanos 208
en la región del Golfo de Tehuantepec que se presentan en ambas zonas en invierno y 209
primavera, y la mezcla vertical asociada al margen continental frente a la Península de 210
Yucatán. 211
212
En las regiones donde se presentan estos procesos de surgencias y/o mezcla vertical por 213
diferentes procesos físicos se encuentra una alta producción biológica las cuales están 214
asociadas a pesquerías económicamente importantes, lo que las hace diferentes de otras 215
regiones del país. Esto los convierte en lugares de gran importancia, tanto del punto de vista 216
ecológico como económico, de ahí la necesidad de estudiarlos más adecuadamente. 217
Actualmente se conoce muy poco de las escalas en las que varían los principales procesos que 218
controlan el flujo de material orgánico en la zona pelágica y bentónica de estos ecosistemas. 219
Existen estudios asilados realizados principalmente en la región del Océano Pacífico y 220
recientemente se han empezado a estudiar las zonas aledañas a la Península de Yucatán. 221
La zona de surgencias frente a las costas de Baja California es la región del Pacifico 222
10
Mexicano en donde se han realizado la mayoría de los experimentos (> 60%) para estimar la 223
productividad del fitoplancton (Lara Lara et al. 2003). 224
225
Desde septiembre de 1997 se estableció el programa de monitoreo IMECOCAL 226
(imecocal.cicese.mx) para estudiar la respuesta de este ecosistema a la variabilidad y el 227
cambio climático. A la fecha se han realizado 35 campañas oceanográficas. Hasta ahora es el 228
único programa oceanográfico en México de monitoreo continuo de procesos relacionados 229
con la fertilidad del océano. En la Tabla 1 se resumen las tasas de productividad primaria 230
generadas para esta región. Recientemente, en el 2006 se inicio el programa FLUCAR 231
(fuentes y sumideros de carbono en los márgenes continentales del Pacifico Mexicano) 232
(flucar.cicese.mx). En julio del 2006 se estableció el primer observatorio de monitoreo 233
costero al sur de la Bahía de Ensenada en B. C., para generar series de tiempo de variables 234
relacionadas con el ciclo del carbono y la bomba biológica, y empezar a entender el rol de la 235
zona costera en el secuestro de los gases invernadero, en particular el bióxido de carbono y el 236
metano, los cuales son, hasta ahora, los principales causantes del cambio climático. 237
238
Hasta ahora la biodiversidad del fitoplancton ha sido pobremente estudiada en esta región. El 239
mayor énfasis has sido en las poblaciones zooplanctonicas. Dentro de los invertebrados y el 240
macrozooplanton, los copépodos calanoides son el grupo de mayor diversidad y abundancia 241
(Lavaniegos Espejo y Jiménez Pérez, 2006). 242
243
Además de la variabilidad estacional, los eventos El Niño y La Niña son las señales de 244
variabilidad interanual mas intensa en estos ecosistemas. 245
246
11
2.- El Golfo de California 247
El Golfo de California es una cuenca de evaporación (Roden, 1964), de aproximadamente 248
1000 Km de longitud y 150 Km de anchura promedio, presenta un gradiente latitudinal 249
natural que va desde condiciones tropicales y lluviosas (al sur) hasta templadas y áridas (en el 250
norte). En general se puede dividir en 2 grandes regiones: Región Norte al norte de las islas 251
Ángel de la Guarda y Tiburón; Región Sur desde la boca hasta estas islas (Álvarez Borrego, 252
1983). La parte norte es somera, con amplitudes de mareas de hasta 10 metros, mientras que 253
la región sur es profunda y en comunicación con el Océano Pacífico e influenciado por sus 254
condiciones oceanográficas. Durante invierno – primavera los vientos dominantes son del 255
noroeste, en verano – otoño del sureste y más débiles (Roden, 1964), este período es de 256
actividad de tormentas tropicales, ciclones y huracanes en el Pacífico Tropical Oriental y 257
algunos de ellos impactan el Golfo de California (Álvarez Borrego, 1983). Este patrón de 258
vientos provoca surgencias de aguas ricas en nutrientes en ambas costas. Siendo más intensas 259
en la parte continental durante invierno – primavera. Las temperaturas superficiales en la 260
región norte varia entre 10º C en invierno hasta 32º C en verano, en la región sur las 261
temperaturas promedio en verano son mayores a 25º C y en invierno promedian 20º C 262
(Valdéz Holguín et al., 1999), la región de las islas Ángel de la Guarda y Tiburón presentan 263
temperaturas menores que el resto del Golfo debido a fuertes procesos de mezcla por marea y 264
viento (Robinson, 1973). Los nutrientes acorde a este patrón de temperatura presentan altas 265
concentraciones en la región de las islas y decrecen hacía el sur y norte (Álvarez Borrego et 266
al., 1978). 267
268
La acta productividad primaria del Golfo ha sido comparada con regiones tan productivas 269
como la Corriente de Benguela, zonas de surgencia de Perú y California (Zeitzchel, 1968). En 270
revisiones de Álvarez Borrego (1983), Álvarez Borrego y Lara Lara (1991) y Lara Lara et al. 271
12
(2003) se ha observado que la productividad se incrementa de la boca a la región central, 272
decrece en las islas y tiene un ligero incremento en la región norte, así mismo, se observa una 273
variabilidad estacional con mayores valores durante invierno - primavera. Sin embargo, la 274
mayoría de las observaciones han sido realizadas en cruceros con una cobertura espacial y 275
temporal limitada. También, es notorio que casi en su totalidad las estimaciones han sido para 276
describir su variación y unas pocas para determinar aspectos fisiológicos de la productividad 277
del fitoplancton. Sólo se ha llevado a cabo un estudio acerca del flujo de carbono entre el 278
fitoplancton y microzooplancton (García Pámanes y Lara Lara, 2001), y sobre el flujo de 279
carbono del sistema pelágico al bentónico (García Pámanes et al. aceptado). 280
281
La región del Golfo de California es la segunda zona (> 30%) en el Pacifico mexicano, en 282
donde se han desarrollado mas experimentos para estimar la productividad del fitoplancton 283
(Lara Lara et al., 2003) (Tabla 1). 284
285
El Golfo de California es de gran importancia para México debido que su alta productividad y 286
condiciones oceanográficas sustentan una gran biodiversidad de flora y fauna, que son la base 287
de un sector pesquero importante y del sector turístico por sus bellezas naturales. Sin 288
embargo, la creciente población con una mayor demanda de recursos alimenticios han llevado 289
algunas pesquerías a niveles de sobreexplotación, y han conducido un rápido desarrollo de 290
actividades productivas (agricultura, acuacultura e industria), que en su mayoría descargan sus 291
desechos en sus costas. 292
293
Desde la perspectiva académica ha sido considerado un laboratorio natural, En el se presentan 294
una vasta biodiversidad de organismos, con una amplia variedad de especies endémicas, 295
comerciales y de importancia ecológica. Sin embargo, no ha habido la voluntad de la sociedad 296
13
para llevar a cabo planes de manejo de sus recursos, que sean compatibles con otras 297
actividades productivas y de recreación. 298
299
3.- El Pacífico Central Mexicano 300
La región del Océano Pacífico Tropical Oriental, entre Cabo Corrientes (20 N y 105° 41’ W) 301
y Costa Rica (10°N y 84°15’W) ha sido caracterizada por mucho tiempo por la convergencia 302
de dos sistemas de corrientes dentro de los mares mexicanos (Badán-Dangón, 1998): la 303
Corriente Costera de Costa Rica (CCCR) y la Corriente de California (CC) que al converger 304
forman parte de la Corriente Norecuatorial (CNE) (Badán-Dangón, 1997). 305
306
Recientemente, Kessler (2005) basándose en datos de velocidad geostrófica y de deriva señala 307
que la CCCR llega sólo hasta el Golfo de Tehuantepec, donde su parte superficial retorna 308
hacia el sur debido a un flujo anticiclónico que obliga a la CCCR a salir de la costa y 309
alimentar a la CNE. Kessler (2005) propone como la Corriente del Oeste de México (WMC) 310
por sus siglas en Inglés, a un flujo adyacente a la costa del Pacífico Mexicano con dirección al 311
polo que se encuentra por debajo de la termoclina a partir del Golfo de Tehuantepec. 312
313
Existen pocos datos sobre la hidrografía de la región de Cabo Corrientes. Entre ellos se 314
encuentra lo descrito por Roden (1972) para diciembre de 1969, donde menciona la presencia 315
de una corriente inmediata a la costa de Cabo Corrientes que se intensifica en superficie, con 316
una velocidad de hasta 46 cm s-1, alcanzando �700m de profundidad. Más recientemente 317
confirman éste flujo costero entre Cabo Corrientes y el Golfo de Tehuantepec, dónde se 318
menciona que éste flujo con dirección hacia el polo tiene un ancho entre 90-180 km. Se 319
encuentra a una profundidad de entre los 250 -400m, presenta una velocidad entre los 0.15 y 320
0.3 ms-1, y un transporte entre ~2.5-4Sv. 321
14
322
Hasta ahora la región menos estudiada (4%) de los mares mexicanos en cuanto a la 323
productividad primaria ha sido el Pacifico Central Mexicano (Tabla 1). 324
325
Desde el 2002 se esta desarrollando un estudio de monitoreo interdisciplinario, observacional 326
y numérico, de la oceanografía de la zona del Océano Pacífico Tropical frente a las costas de 327
México (Programa PROCOMEX). En particular, se estudian las características espacio 328
temporales, los mecanismos de generación y la productividad primaria de la corriente costera 329
que recorre las ostas mexicanas desde el Golfo de Tehuantepec hasta la entrada al Golfo de 330
California 331
332
4.- El Golfo de Tehuantepec 333
El Golfo de Tehuantepec se ubica en la parte sur del Océano Pacífico Mexicano 334
correspondiente a los estados de Oaxaca y Chiapas, y tiene un área aproximada de 125,000 335
km2. Esta delimitado hacia su parte oeste por Puerto Angel, Oaxaca y al este por el Río 336
Suchiate en Chiapas, entre las coordenadas 96o7'30'' y 92o14'30'' de Longitud oeste, 337
14o30'15''y 16o13' de Latitud norte. La costa se dividie en dos regiones: una que comprende 338
la mayor parte del Golfo de Tehuantepec (desde Salinas del Marqués, Oaxaca, al Río 339
Suchiate, Chiapas), que se caracteriza por una plataforma continental amplia de fondos 340
blandos; y otra de escasa plataforma continental principalmente de litoral rocoso 341
correspondiente a la parte oeste de la costa de Oaxaca, a partir de Salinas del Marqués hasta 342
Puerto Angel. Los procesos meteorológicos más importantes en el golfo son los vientos 343
“Tehuantepecanos” que se presentan en la época de sequía (de mayo a octubre), derivados de 344
los vientos "Nortes" en el Golfo de México. Estos vientos de descenso que atraviesan el istmo 345
hacia el Golfo de Tehuantepec, pueden exceder los 20 ms-1, y producen un arrastre del agua 346
15
hacia el sur que determinan importantes surgencias y una mezcla considerable a lo largo del 347
eje del viento (Fig. 2). Esto determina un descenso de la temperatura superficial, aumento de 348
la salinidad y cambios en la circulación. Cuando los vientos “Tehuantepecanos” pierden 349
fuerza se reinicia el calentamiento progresivo del agua superficial, desaparece la surgencia 350
eólica y se restablece la circulación superficial del Golfo de Tehuantepec y de las aguas 351
adyacentes. Las surgencias representan una bomba de nutrientes y carbono fitoplanctónico 352
que enriquecen las aguas adyacentes en el Pacífico Oriental Tropical y determinan una 353
productividad alta ( Robles Jarero y Lara Lara, 199?). Durante la época de lluvias, el golfo se 354
comporta como un ecosistema tropical con valores bajos de biomasa y productividad del 355
fitoplancton. Como evidencia de la alta producción derivada de las surgencias, se reportan dos 356
áreas del fondo marino con altas concentraciones de fosforita. 357
358
Hasta ahora los valores de productividad primaria reportados para la región del Golfo de 359
Tehuantepec son muy escasos (Tabla 1) . No se conoce aun la variabilidad estacional de la 360
productividad para esta región (Lara Lara et al., 2003). 361
362
En general, el Golfo de Tehuantepec tiene una gran importancia en el ámbito nacional por ser 363
una región tradicionalmente pesquera –cuarto lugar en producción de camarón- y 364
ecológicamente muy productiva, ya que presenta importantes procesos físicos y ecológicos, 365
como son el fenómeno de surgencias, los aportes continentales de agua dulce y la dinámica 366
ecológica de grandes sistemas lagunares, que determinan una producción pesquera alta. Estos 367
procesos costeros tienen una fuerte influencia sobre la biología y ecología de las especies, por 368
lo que se reconoce como una macroregión ecológica marina (CONABIO, ¿?) donde confluyen 369
dos provincias zoogeográficas marino-costeras (Mexicana y Panámica) de biodiversidad y 370
endemismo característicos, con su límite entre ellas frente a Salina Cruz. 371
16
372
Dada la importancia biológica y ecológica del Golfo de Tehuantepec y la presión que se tiene 373
sobre sus recursos naturales, asociado al acelerado crecimiento poblacional en la zona costera, 374
es necesario implementar medidas de desarrollo sostenible con base en el conocimiento de la 375
dinámica ecológica de sus recursos, sin negar las condiciones ecológicas y termodinámicas 376
que establecen límites a la apropiación y transformación de la naturaleza, límites que no son 377
bien conocidos y en muchos casos ya han sido sobrepasados sin lograr el deseado desarrollo 378
sostenible. 379
380
5.- El Golfo de México 381
El Golfo de México es una frontera internacional de México, los Estados Unidos y Cuba, 382
hacia la región del Gran Caribe en la zona noroccidental tropical, subtropical y templada del 383
Océano Atlántico. Cinco entidades federativas de Estados Unidos bordean el Golfo (Florida, 384
Alabama, Mississipi, Louisina y Texas) lo que representa alrededor de 2,934 km de litoral de 385
la Unión Americana. A su vez cinco estados Mexicanos bordean el Golfo y una en la costa 386
Caribe (Tamaulipas, Veracruz, Tabasco, Campeche, Yucatán y Quintana Roo), lo que 387
representa cerca de 3,200 km de costa. Entre México y los Estados Unidos, aproximadamente 388
55 millones de personas viven en los estados costeros del Golfo de México (40 millones en 389
Estados Unidos y 15 millones en México) (Fig.4). En México más de su 80% del petróleo y 390
mas del 95% de su gas natural se produce en las costas del Golfo de México 391
392
El Golfo de México, está localizado en una zona de transición entre clima tropical y 393
subtropical entre 18° y 30° N, y 82° y 98° W . Es una cuenca semicerrada que se comunica 394
con el Océano Atlántico y con el Mar Caribe, por el estrecho de Florida y por el canal de 395
Yucatán, respectivamente. Su batimetría varía considerablemente, alcanzando profundidades 396
17
cercanas a los 4000 m en su región central. La parte occidental tiene una extensión de norte a 397
sur de 1300 km, mientras que las regiones central y oriental promedian 900 km . Ciertas 398
regiones del Golfo de México presentan características muy particulares. 399
400
La superficie del Golfo de México incluyendo el cuerpo de agua y los humedales costeros de 401
México y Estados Unidos, es ca. 1,942 500 km2. Solo el cuerpo de agua tiene una superficie 402
aproximada de 1,507.639 km2. La profundidad promedio del Golfo es ca. 1,615 m, y el 403
volumen de agua es aproximadamente 2,434 000 km3. La cuenca del drenaje total del Golfo 404
de México es ca. 5,180,000 km2, descargando mas del 80% del agua dulce de los Estados 405
Unidos a través de mas del 60% de su geografía continental, y mas del 62% del total nacional 406
de México a través de mas del 40% de su geografía continental. Los meses de abril a mayo 407
constituyen el periodo de mayor descarga fluvial en las costas de Estados Unidos (después de 408
los deshielos y lluvias continentales) septiembre a octubre es la época de mayor descarga 409
fluvial en las costas de México (después de las lluvias continentales). En la costa mexicana 410
del Golfo, la estacionalidad climática meteorológica se caracteriza por un periodo de secas de 411
febrero a mayo, una de lluvias de verano de junio a octubre con presencia de depresiones 412
tropicales, y uno de frentes fríos anticiclónicos (nortes) de octubre a febrero. Estos tres 413
periodos son constantes pero se traslapan de manera relativa, y su intensidad esta variando por 414
efectos del cambio climático global. 415
416
Desde el punto de vista de la estructuración, funcionalidad y mantenimiento de la 417
biodiversidad de los ecosistemas pelágicos en el Golfo de México sobresalen cuatro 418
elementos que han sido determinantes de la condición de la interconectividad de los 419
ecosistemas regionales. 1. Los giros anticiclónicos y ciclónicos procedentes de la Corriente 420
del Lazo, cuyas propiedades bióticas son conservativas particularmente en los primeros y 421
18
determinan la productividad pelágica mediante afloramientos y corrientes de plataforma 422
particularmente los segundos. 2. La variable pero permanente presencia de un amplio giro 423
ciclónico en la Bahía de Campeche que determina los reclutamientos de las comunidades 424
locales. 3. La variación en intensidad en el abundante flujo de agua continental que 425
particularmente el proveniente de la Cuenca del Mississippi ha sido determinante de estas 426
zonas anóxicas. 4. La cada ves mayor presencia de estructuras artificiales dedicadas a la 427
extracción del petróleo que constituyen una nueva red de interconenctividad para 428
comunidades bénticas y pelágicas que ha determinado el mayor o menor éxito de 429
reclutamiento de diversas estrategias de vida. 430
431
El Golfo de México es un mar semi-cerrado, parte del mediterráneo americano, que recibe un 432
enorme volumen de agua dulce de origen continental cuyas aportaciones varían notablemente 433
espacial y temporalmente. 434
435
Recibe como elemento central en su circulación aguas del caribe procedentes del canal de 436
Yucatán. Por su ubicación geostrófica, su dinámica oceanográfica esta caracterizada por la 437
fuerte corriente que proveniente del Mar Caribe penetra dentro del Golfo de México a través 438
del estrecho de Yucatán, forma un más o menos amplio lazo, que se denomina Corriente del 439
Lazo, y sale hacia el Atlántico Norte a través del estrecho de la Florida para constituirse, 440
sumándose a otros flujos en la Corriente del Golfo. Por su naturaleza de corriente de borde 441
continental oeste se caracteriza por la inestabilidad de su ruta y su variación en intensidad a lo 442
largo del año. Esto hace que la Corriente del Lazo tenga una mayor o menor penetración 443
dentro de la cuenca del Golfo. El flujo principal llega a penetrar hasta los 27 grados de latitud 444
Norte. Ocasionalmente la parte norte de la Corriente del Lazo que ha penetrado en el Golfo de 445
México se separa del flujo principal que sale por el estrecho de la Florida manteniendo su 446
19
flujo principal fijo en los 25 grados Norte. El giro aislado de la corriente tiene como 447
característica un flujo anticiclónico y en consecuencia un amplio núcleo central cálido con 448
propiedades conservativas que se manifiestan en isotermas deprimidas a lo largo de cientos de 449
kilómetros horizontalmente. 450
451
Los ecosistemas pelágicos proveen las diasporas de colonización de las zonas costeras y su 452
vinculación genética aún con poblaciones remotas. Son el determinante de la productividad 453
local en las zonas nerítica junto con los aportes de las cuencas. 454
455
El análisis de la temperatura, salinidad, oxigeno disuelto y nutrientes, en las masas de agua y 456
su comportamiento, permite fundamentar la importancia de los giros en la distribución de esas 457
variables, destacando los ciclónicos por el enriquecimiento que propician en aguas 458
superficiales y subsuperficiales (según la intensidad del giro), y el encarecimiento de 459
nutrientes en los anticiclónicos. La productividad natural del Golfo de México depende de las 460
interacciones de procesos terrestres y marinos que convergen en la zona costera, condicionado 461
por los procesos climáticos, meteorológicos e hidrológicos. La distribución y concentración 462
de clorofila a (índice de la biomasa de fitoplancton) en aguas oceánicas sugiere que el Golfo 463
de México sea considerado como oligotrófico, no solo por su concentración de nutrientes, 464
sino por el contenido de este pigmento, aun en el área de surgencia; pero se registran valores 465
mas altos en las aguas costeras y en la nutriclina (Biggs y Muller-Karger, 1994). 466
467
Las imágenes del Costal Zone Color Scanner (CZCS) muestran que la variación estacional de 468
la clorofila es sincrónica en todo el Golfo, con los valores más altos de diciembre a febrero y 469
los valores más bajos de mayo a julio (Muller-Karger et al., 1991). 470
471
20
La ocurrencia de huracanes produce un incremento substancial en el aporte de nutrientes hacia 472
la superficie, lo que causa un incremento de la biomasa de fitoplancton y en consecuencia de 473
la productividad. Sin embargo, Franceschini y El-Sayed (1968) analizaron el efecto de los 474
huracanes sobre la productividad y concluyeron que dada la naturaleza poco frecuente y la 475
extensión espacial tan restringida de estos, el impacto es muy pequeño en las escalas grandes 476
de tiempo y espacio. 477
478
Las áreas costeras afectadas por ríos pequeños y estuarios presentan valores elevados de 479
productividad. Los sistemas estuarinos pueden causar un impacto en las regiones costeras 480
adyacentes a través de la exportación de nutrientes y/o biomasa de fitoplancton. Imágenes del 481
CZCS evidencian la presencia de estas lenguetas asociadas con los ríos (Lohrenz et al., 1999). 482
483
Merino Ibarra (1992) analizó la estructura y fertilización del afloramiento de Yucatán y 484
concluyó que la distribución vertical de clorofila está caracterizada por un máximo en la 485
termoclina, que separa las dos capas presentes en la plataforma. En esta zona se presentan los 486
valores mayores de producción nueva, superiores a 1 gC m-2 d-1. A pesar de que las 487
mediciones de clorofila derivadas de imágenes de satélite muestran que la región del Banco 488
de Campeche, la plataforma del norte del Golfo y la porción frente al sur de Florida son zonas 489
de alta biomasa fitoplanctónica (Bogdanov et al., 1968; Cochrane, 1962); Merino Ibarra, 490
1992; Muller-Karger, 1991), las mediciones de producción primaria y de los parámetros bio-491
ópticos son aún muy escasas como para corroborar la información proporcionada por los 492
sensores remotos. 493
494
El Golfo de México es un área de gran diversidad de especie de aves y zona importante en las 495
rutas migratorias del Este del Continente Americano. En el Golfo existen 228 especies de 496
21
aves, de las cuales 50 (22.3%) son marinas, 112 (50%) acuáticas y 62 (27.7%) terrestres. En 497
el Golfo de México se ha registrado la presencia de 29 especies de mamíferos marinos: 28 498
especies de cetáceos (ballenas y delfines) y una especie de sirenio (manatí). México se 499
distingue por comparten el hábitat de 10 de las ll variedades de tortugas marinas que existen 500
en la actualidad. En las costas mexicanas del Golfo de México se han registrado al menos 586 501
especies de peces. 502
503
Ecosistemas Bentónicos 504
El conocimiento de las comunidades bénticas en México es aún escaso. La información 505
disponible esta dispersa en publicaciones puntuales o bien se halla contenida en la llamada 506
literatura gris. Inicialmente las comunidades bénticas que mayor atención recibieron fueron 507
las asociadas a bancos ostrícolas distribuidas en lagunas costeras. Actualmente se puede 508
calificar a la composición faunística en dichos sistemas y en el ambiente marino inmediato, 509
como diverso. Los phyla de invertebrados que han sido identificados son: Annelida, 510
Arthropoda, Brachiopoda, Cnidaria, Echinodermata, Mollusca, Nemertina, Porifera, 511
Sipunculida, Kinorhyncha, Nematoda, Platyhelmintes, Sarcomatigofora y Tardigrada. 512
513
6.- El Ecosistema Bentónico 514
Plataforma continental 515
Los 4 mayores sistemas de surgencias del mundo están dominados por pelágicos menores. De 516
forma similar, la familia de crustáceos Galatheidae que cuenta con más de 200 especies, tiene 517
5 especies dominantes, todas ellas asociadas a zonas de surgencias: Pleuroncodes plannipes 518
en la Corriente de California, P. monodon y Cervimunida johni en Perú, Munida rigusa en las 519
Islas Canarias y M. gregaria en el estrecho de Benguela. Estos organismos al alcanzar 2 años 520
de edad se vuelven bénticos En la costa oeste de Baja California se presentan grupos enormes 521
22
de P. plannipes de cientos de m o varios km, estos grupos solo pueden vivir donde abunda el 522
alimento. 523
524
En los ambientes marinos, los principales grupos del bentos lo constituyen los anélidos 525
poliquetos, los crustáceos y los moluscos. Entre ellos, los poliquetos son generalmente los 526
animales más frecuentes y abundantes de la macrofauna béntica, y son también de los grupos 527
con mayor riqueza específica. Pueden representar a más de un tercio del número de especies 528
macrobénticas presentes en un tiempo y espacio determinados (Knox, 1977). 529
530
La elevada diversidad específica y morfológica de los poliquetos, así como sus estrategias 531
adaptativas, han permitido una amplia dispersión de ellos en el ambiente acuático. Sus 532
miembros viven sobre todo en zonas marinas, aunque también los encontramos en aguas 533
salobres y dulces. Los animales que integran este grupo de invertebrados son en general de 534
vida libre, aunque algunos son comensales y están asociados a esponjas, celenterados, 535
equinodermos, moluscos, crustáceos y otros poliquetos. Ecológicamente, forman parte de 536
cualquier red trófica que exista en el bentos y algunas de las especies pueden ser indicadores 537
del estado de salud del ecosistema Pocklington y Wells, 1992). 538
539
Parte de la materia orgánica llega al fondo del mar permitiendo un desarrollo importante de 540
las comunidades bénticas. Así por ejemplo, en las regiones de la plataforma continental entre 541
Tijuana y Punta Banda, B.C, en la Bahía de Todos Santos B. C., en la laguna de San Quintín, 542
B. C., y en Bahía Magdalena, B.C.S., encontramos una elevada diversidad de macrofauna y 543
particularmente de anélidos, poliquetos, crustáceos y moluscos (Díaz-Castañeda y Harris, 544
2004; Díaz-Castañeda et al., 2005). 545
546
23
547
México alberga una significativa diversidad de equinodermos, diversas especies, algunas de 548
importancia comercial están presentes en la costa oeste de Baja California. El erizo rojo (S. 549
franciscanus) y el morado (S. purpuratus) alcanzan elevadas densidades en profundidades 550
someras, cerca de los mantos de sargazo Macrocystis pyrifera. 551
552
El Golfo de California es reconocido como uno de los cinco mares más productivos y 553
biológicamente diversos del mundo. Hendricks et al. (2005) elaboraron un listado de la 554
macrofauna del Golfo de California en la que documentaron 60 familias y 575 especies de 555
poliquetos. 556
557
Hasta ahora se han registrado aproximadamente 1100 especies en el Pacífico mexicano; más 558
de la mitad están presentes en la plataforma continental del golfo de California, encontrándose 559
49 familias, 282 géneros y 767 especies, la mayoría de las cuales han sido recolectadas frente 560
a las costas de los estados de Baja California Sur: (38 familias y 379 especies), Sinaloa: (44 561
familias y 361 especies), y Baja California (40 familias y 243 especies) (Solís-Weiss y 562
Hernández-Alcántara Rep técnico 1996). 563
564
Hasta ahora se han publicado más de 30 trabajos que hacen mención de los poliquetos bénticos 565
del golfo de California e incluyen material proveniente de lagunas costeras, zonas intermareales y 566
plataforma continental (Solis y Hernández-Alcántara,1996). 567
568
569
El bentos del Golfo de México se ha estudiado ampliamente en la zona costera. Los hábitats 570
mejor documentados incluyen la plataforma continental nerítica lodosa, arrecifes de coral o de 571
24
ostiones, marismas salobres, raíces de manglar, pantanos y pastos marinos en lagunas costeras 572
y estuarios, y en menor grado las playas y costas rocosas. Recientemente se ha iniciado la 573
exploración de las comunidades bénticas del talud continental, asociados a los fondos con 574
actividad quimiosintética, junto con las comunidades bénticas de cañones, escarpes y montes 575
de la planicie abisal. De los resultados existentes se puede reconocer que existe una 576
diversidad grande de ecosistemas, hábitats y especies. Esto permite sugerir que el Golfo de 577
México tiene una biodiversidad potencial elevada, equivalente a la reconocida en hotspots 578
terrestres de ambientes tropicales y subtropicales. Las listas de especies bentonicas para 579
vertebrados e invertebrados son extensas, y se han ubicado en 27 de los 28 phyla reconocidos 580
para ambientes marinos, incluyendo 13 endémicos marinos. De estos phyla, 6 son frecuentes 581
y abundantes en las comunidades bénticas del Golfo de México: gusanos poliquetos, 582
crustáceos peracáridos y decapados, equinodermos, moluscos, nemátodos e hidróides. Entre 583
las comunidades bénticas mas complejas en el Golfo de México, se han reconocidos las 584
asociaciones de otros componentes bénticos sésiles, como son los de pastos marinos, de 585
microalgas carbonatadas, de gusanos pogonóforos y de arrecifes de coral. La riqueza de 586
especies en la planicie abisal es similar a la que se ha reconocido en la plataforma continental, 587
pero la composición de especies es diferente, al igual que la talla de los organismos que tiende 588
a disminuir con la profundidad. Actualmente se han registrado aproximadamente 300 especies 589
de ostrácodos bentónicos, agrupados en 5 asociaciones faunísticas. 590
591
El mar profundo 592
El mar profundo, definido como la porción de los mares localizada a profundidades mayores a 593
200 m. A pesar del área extensa que abarcan, el conocimiento actual es limitado con respecto 594
a otros hábitats profundos. El mar profundo se extiende por miles de kilómetros sin barreras 595
físicas o biológicas. Estos hábitats se distinguen de cualquier ecosistema en el planeta y se 596
25
caracterizan por una productividad biológica baja, energía física relativamente baja (corrientes 597
de velocidades < 0.25 nudos), tasas biológicas reducidas por la temperatura baja (2 a 4°C) y el 598
aporte alimenticio limitado de 1 – 10 g C m-2 y-1 donde el fitodetrito es el principal aporte 599
alimenticio. La biomasa béntica de los fondos lodosos representa de 0.001- 1 % la biomasa de 600
aguas marinas someras. La mayoría de especies que viven en estos fondos son endémicas, la 601
diversidad es elevada registrándose entre 21 – 250 especies en un área de 0.25 m2 de lodo de 602
mar profundo. El mar profundo en México presenta una diversidad de hábitats que incluyen 603
taludes continentales, trincheras, dorsales y zonas de subducción y expansión, montes 604
marinos, ventilas hidrotermales, infiltraciones de metano y cañones submarinos que se 605
distribuyen como islas en la vastedad de los fondos lodosos. Estos hábitats difieren de los 606
fondos lodosos por la presencia de sustratos duros y niveles de productividad comúnmente 607
elevados a veces sostenidos por quimiosíntesis con agregaciones grandes de invertebrados y 608
bacterias que responden en forma diferente a los impactos antropogénicos y al cambio 609
climático. El conocimiento sobre diversidad biológica y características ambientales se han 610
concentrado al Golfo de México y Golfo de California. Con respecto a procesos solamente 611
conocemos incipientemente el flujo de partículas al fondo y la tasa metabólica de las 612
comunidades asociadas a los fondos marinos en el Golfo de México. Entre las principales 613
amenazas para el mar profundo en México se prevé el desecho de basura industrial, urbana y 614
proveniente de naves, la pesca profunda con líneas, la extracción de minerales, petróleo y gas. 615
Es importante señalar que la pesquería en ambientes profundos no es sustentable dada la tasa 616
lenta de crecimiento de los peces e invertebrados y su lenta tasa de reclutamiento. El 617
conocimiento sobre los grupos taxonómicos es limitado debido al número reducido de 618
expertos en la gran mayoría de los taxa marinos y en particular de aquellos que ocurren en el 619
mar profundo. El financiamiento limitado para el estudio de este tipo de hábitats y el costo 620
elevado en equipos e infraestructura para su estudio es uno de los grandes retos a vencer en 621
26
las próximas décadas. A pesar de que existe un acoplamiento entre columna de agua y el 622
fondo marino y el cambio climático como lo constatan los registros paleo oceanográficos, es 623
difícil predecir el impacto que el cambio climático tendrá sobre los ecosistemas profundos, sin 624
embargo, es cierto que los cambios que se den sobre la producción primaria debido al cambio 625
global alterarán la cantidad de alimento que llegue al mar profundo limitado en alimento. A la 626
fecha solamente existe un punto de monitoreo en el largo plazo en mar profundo que se ha 627
ubicado en el Golfo de México. 628
629
La diversidad de este complejo en el SW del Golfo de México se ha estimado en un total de 630
1,422 especies. La mayoría de los registros faunísticos de que se dispone son de tipo 631
descriptivo y la información cuantitativa se restringe a especies de importancia comercial 632
(ostiones, almejas, camarones peneidos). 633
634
8.- Las Ventilas Hidrotermales 635
Como uno de los frutos de la cooperación científica internacional, México ha tenido la 636
oportunidad de participar en la exploración oceanográfica del mar profundo. Este ambiente 637
inhóspito cuyas condiciones de absoluta oscuridad, temperaturas cercanas al punto de 638
congelación, y presión hidrostática superior a las 200 atmósferas, ha representado en las 639
últimas tres décadas un verdadero desafío para la ciencia y la tecnología moderna. Gracias al 640
desarrollo de nuevas tecnologías tales como sumergibles autónomos y sistemas robóticos, los 641
secretos del mar profundo, han venido progresivamente siendo desentrañados. En este 642
ambiente tan particular, la oceanografía moderna ha tratado de encontrar la respuesta a 643
fenómenos sísmicos, el desplazamiento de las placas tectónicas, la concentración de minerales 644
estratégicos, y los centros de emisión de calor del interior de la Tierra. Sin embargo, quizás 645
las preguntas más intrigantes en este misterioso ambiente, están relacionadas con las 646
27
posibilidades de encontrar los primordios de vida a partir de los cuales irradiaron las primeras 647
formas de vida en el planeta Tierra. Sobre los vastos espacios profundos de las cuencas 648
oceánicas, reconocidos como zonas abisales por los primeros exploradores del siglo XIX, se 649
han descubierto a partir de 1977 (Corliss et al., 1977; Ballard, 1977) formas de vida y 650
adaptaciones fisiológicas desconcertantes, cuyo estudio ha requerido el replanteamiento de 651
conceptos evolutivos tales como los mecanismos de especiación y distribución de formas de 652
vida marina a través del tiempo (Grassle, 1982 y 1985; Soto y Molina, 1987). Actualmente, 653
el progreso de la investigación oceanográfica del mar profundo aunada a la incorporación de 654
técnicas de filogenética molecular, han estimulado nuevamente el debate sobre la búsqueda 655
del ancestro universal en ecosistemas reconocidos como extremos, por sus características 656
altamente reductoras, temperaturas superiores a 300º C, y energía química secuestrada en 657
compuestos minerales, capaz de ser utilizada en la síntesis de compuestos orgánicos mediante 658
la quimiosíntesis. Solo los microorganismos hipertermofílicos que habitan sistemas 659
geotérmicos y las llamadas ventilas hidrotermales en el mar profundo, son capaces de 660
subsistir con éxito en dichos ambientes. Sin duda una de las implicaciones de mayor 661
importancia de este importante fenómeno adaptativo, es la proximidad genética (pequeñas 662
subunidades de rARN y duplicación de genes) de estos microorganismos hipertermofílicos 663
con un posible ancestro universal (Pace, 1991) a partir del cual se originaron las tres ramas 664
filogenéticas primarias: Archaea, Bacteria, y Eucarya. 665
666
En nuestro país la investigación del mar profundo es aun incipiente y son pocos los recursos 667
humanos y físicos que se invierten en su estudio. Las ventilas hidrotermales, se originan en 668
las fisuras del piso oceánico, cuando las grandes placas tectónicas se desplazan sobre la 669
corteza terrestre, dejando espacios por los que se filtra agua oceánica con temperaturas de 2º a 670
4º C. Al calentarse el agua por su proximidad con la cámara magmática, la diferencia de 671
28
densidad ocasiona su expulsión a manera de un géiser submarino (temperaturas > 300 º C), 672
disolviendo a su paso los contenidos minerales de rocas de la propia corteza. 673
674
En las aguas del Pacífico frente a las costas de Manzanillo (21º N), y en la porción central del 675
Golfo de California, en la llamada Cuenca de Guaymas, a profundidades en exceso a los 2000 676
m, se han localizado a partir de los años setenta (Lonsdale, 1985) sistemas hidrotermales 677
cuyas complejas formas de vida han atraído la atención de la comunidad científica 678
internacional. Actualmente, el avance del estudio del mar profundo ha revelado que estos 679
sistemas de vida también se presentan en zonas poco profundas (< 1000 m) como el 680
Escarpado de Florida y la costa de Louisiana, en el Golfo de México (Paull, et al., 1984: 681
Brooks, et al., 1987) y en los márgenes de subducción de las placas tectónicas frente a las 682
costas de Oregon y Japón (Kulm et al., 1986; Saino y Otha, 1989). Algunas de estas 683
localidades no necesariamente exhiben altas temperaturas, pero todas coinciden en contar con 684
la presencia de las especies químicas, vitales para las bacterias quimiolitoautotróficas. 685
686
Los estudios se han concentrado esencialmente en tres aspectos básicos: 1) la estructura y 687
funcionamiento de la comunidad de megafauna (organismos reconocibles por tu tamaño en 688
registros vídeo y/o fotográficos, 2) estrategia trófica de los organismos predominantes y 3) las 689
características sedimentarias de la materia orgánica depositada en sitios próximos a las 690
ventilas hidrotermales (de Lanza y Soto, 1999; Soto, 2004). 691
692
A través de varias expediciones exploratorias en la Cuenca de Guaymas se ha tenido 693
oportunidad de estimar la biodiversidad de especies de megafauna la cual se aproxima a más 694
de 14 (Soto y Grassle, 1988). 695
696
29
En la Cuenca de Guaymas se reconocen cuatro fuentes importantes de carbono orgánico: 697
carbono autigénico producido a partir de la quimiosíntesis de bacterias sulfo-oxidativas; 698
carbono de origen metanogénico; el carbono generado por la vía de los hidrocarburos fósiles 699
presentes; y el carbono autotrófico producido por la fotosíntesis. El organismo que mejor 700
refleja su dependencia del carbono orgánico de origen quimiosintético es R. pachyptyla �(13 701
C –12.7 – 13.2 %), en tanto que su análogo funcional en substratos sedimentario suave, el 702
bivalvo Vesicomya gigas, muestra un valor de carbono isotópico empobrecido (13 C –35.9- 703
35.4%). 704
705
La complejidad de las fuentes de carbono orgánico presentes en la Cuenca de Guaymas 706
requiere también examinar la distribución, la concentración y alteración de la materia 707
orgánica sedimentaria por los procesos hidrotermales. El flujo vertical de carbono 708
incorporado al sistema bentónico profundo, puede inferirse a partir del cálculo de las 709
proporciones de C: N: P (número de Redfield). En el caso de la materia sedimentaria en la 710
Cuenca de Guaymas, esta proporción resulta ser alta (2692:57:1 y 2130:25:1) en los sitios 711
próximos a ventilas activas (> 29º C): esto confirma la importancia de la exportación de 712
carbono quimiosintético al ambiente abisal inmediato a las ventilas. Los ambientes 713
hidrotermales profundos presentes en el océano Pacífico Oriental son sitios idóneos para la 714
formulación de programas internacionales de cooperación científica en virtud a la importancia 715
estratégica que representan para la futura extracción de minerales de alta pureza y el estudio 716
de fármacos de actividad anticarcinogénica (Ayala Castañares y Knox, 2000). 717
718
II Prioridades de Investigación 719
Recientemente, la comunidad académica internacional ha desarrollado diversos esfuerzos para 720
identificar los temas más urgentes de investigación que provean las bases para avanzar el 721
30
conocimiento de los ecosistemas marinos y el uso sustentable de sus recursos, asimismo que 722
provea los elementos para enriquecer la toma de decisión. En general, entre los temas 723
principales están los siguientes: 724
725
• Consumo de alimentos y la salud humana 726
• Mejorar la salud de los ecosistemas 727
• Uso sustentable de los recursos naturales 728
• El rol del océano en la variabilidad y el cambio climático 729
• Mitigación de los riesgos por fenómenos naturales. 730
731
Asimismo, se han propuesto varios elementos transdisciplinarios. Estos incluyen: 732
• Incrementar el entendimientos básico del océano 733
• Apoyo a la investigación marina a través de la observación e infraestructura 734
• Expansión de la educación marina 735
736
De manera particular se requiere: 737
• Establecer un sistema de monitoreo oceánico para medir la variabilidad y el 738
cambio climático a escalas de mediano y largo plazo, así como medir las variables 739
físicas, químicas y biológicas en regiones representativas de los mares mexicanos. 740
• Estudiar como cambia la estructura y el funcionamiento de los ecosistemas 741
marinos a través del tiempo y el espacio, en función de la variabilidad y el cambio 742
climático y las actividades humanas. 743
• Estudios de indicadores de la ecología y ecofisiología del plancton para mejorar la 744
interpretación de los registros del pasado a través de los fósiles en los sistemas 745
sedimentarios. 746
31
• Estudios a gran escala de los flujos entre el océano y la atmósfera de los gases de 747
efecto invernadero para entender la capacidad de secuestro del océano. 748
• Aumentar el conocimiento de la biodiversidad marina, sus fronteras y sus patrones 749
geográficos. 750
• Mejorar los métodos para escalar los modelos de escala global para predecir los 751
efectos locales y regionales para los procesos biogeoquímicos en el océano. 752
• Mejorar los métodos para escalar a partir de observaciones locales y estimar la 753
producción primaria y secundaria a escala global. 754
• Establecer sistemas de alerta temprana sobre los efectos de la eutroficación, 755
mareas rojas, sustancias toxicas y especies invasivas. 756
• Un mejor entendimiento de la magnitud de los reservorios de carbono y de los 757
mecanismos responsables de los flujos, para entender el rol del océano en el 758
cambio climático. 759
• Un mejor entendimiento de los mecanismos básicos en la interacción de la 760
atmósfera y el océano en cuanto a los intercambios fundamentales de: momentum, 761
transferencia de especies químicas, calor y humedad. 762
763
El mayor vacío en el conocimiento de los ecosistemas marinos es el desconocimiento a largo 764
plazo ya a diversas escalas espacio-temporales de los procesos ecológicos mas relevantes que 765
son los responsables de proveer de los bienes y servicios de los ecosistemas. 766
767
En México tenemos un desconocimiento total del funcionamiento de los ciclos 768
biogeoquímicos marinos (carbono y nitrógeno, principalmente). Desconocemos asimismo la 769
magnitud de los reservorios y flujos de los elementos antes mencionados, en la mayoría de los 770
ecosistemas marinos. 771
32
772
Hasta ahora, es aun muy incipiente el conocimiento sobre la respuesta de los ecosistemas 773
marinos a la variabilidad ( i.e., El Niño y La Niña) y el cambio climático. Por la magnitud de 774
los afectos a los sistemas naturales y los impactos socioeconómicos debe de ser uno de los 775
temas de investigación de mayor prioridad en la agenda científica. 776
777
Con excepción de las especies de fauna y flora de interés económico, en general, conocemos 778
muy poco sobre la biodiversidad marina de todos los grupos, tanto pelágicos como 779
bentónicos. El problema es aun mas critico por la carencia y motivación de recursos humanos 780
para el trabajo taxonómico. 781
782
Es urgente conocer las consecuencias ambientales y socioeconómicas de los cambios en los 783
servicios que nos proveen los ecosistemas. 784
785
III. Retos para la Toma de Decisión 786
El océano es basta y complejo, es un reto muestrearlo, observarlo, y modelarlo. Los procesos 787
oceánicos varían en una amplia escala espacial y temporal, desde segundos hasta décadas, 788
desde micras hasta miles de kilómetros, y muchos procesos están enlazados en maneras que 789
aun no entendemos. 790
791
Los ecosistemas marinos son integrales a nuestro modelo de desarrollo. Como se menciono 792
anteriormente ellos cubren los ecosistemas pelágicos en la plataforma continental y en las 793
aguas oceánicas. Así mismo, los ecosistemas bentónicos en la plataforma y en el océano 794
profundo. Los ecosistemas marinos están conectados con los ecosistemas terrestres, no 795
únicamente a través de la zona costera, pero también a través de los ríos y diversos 796
33
escurrimientos. Los ecosistemas marinos contienen una inmensa diversidad biológica, 797
estructurados por complejas interacciones físicas, químicas, geológicas y ecológicas, las 798
cuales proveen abundantes bienes y servicios que apoyan el desarrollo de la sociedad y son 799
esenciales para mantener la vida en el sistema terrestre. Sin embargo, estos ecosistemas son 800
finitos y vulnerables a la sobre explotación y mal uso, todo como resultado de las múltiples 801
actividades socioeconómicas. 802
803
Nuestro país necesita un océano saludable y biológicamente diverso, esto solo sucede si 804
tenemos un amplio entendimiento de los procesos que regulan las poblaciones de los diversos 805
ecosistemas marinos. México necesita avanzar en las investigaciones de las ciencias marinas 806
tanto básica como aplicada, desarrollar una estrategia nacional comprensiva que establezca las 807
prioridades de investigación marina para resolver los urgentes asuntos, desde la escala global 808
a la local, capitalizando en la infraestructura existente, e identificando las necesidades futuras. 809
810
A medida que la infraestructura científica y tecnológica a nivel mundial avanza, nuestro país 811
requiere la participación de varias entidades de apoyo, tanto gubernamental como privado. La 812
investigación marina requiere cubrir una multitud de regiones geográficas, fenómenos 813
ambientales e implicaciones regulatorias. Lo que inicio como una actividad de investigación 814
dirigida a entender la hidrografía básica, la circulación y las corrientes oceánicas, la 815
evaluación de poblaciones pesqueras, ahora requiere expandirse a una investigación 816
multidisciplinaría, interdisciplinaria, transdisciplinaria y multi-institucional, para atender a 817
algunos de los retos actuales mas preocupantes del sistema terrestre ( i.e., cambio climático, 818
manejo de ecosistemas, salud publica, mitigación de fenómenos naturales, etc.) desde la 819
escala local hasta la global. 820
821
34
Esta evolución requiere un plan de investigación oceánica que maximice las oportunidades 822
para colectar, administrar, y analizar datos oceánicos; que provea maneras de compartir 823
recursos; y que al final provea la información requerida para que los tomadores de decisión 824
hagan decisiones con bases científicas sobre el uso y la protección del océano. 825
826
Los mares y la zona costera de México son uno de los pilares para el desarrollo nacional. 827
Desafortunadamente el deterioro ambiental con la consecuente perdida de la biodiversidad 828
marina y de muchos recursos socioeconómicos, cada día sigue incrementándose. Nuestro país 829
es actualmente uno de los países con los ecosistemas marinos más frágiles y vulnerables ante 830
los impactos de los fenómenos naturales y los antropogénicos. 831
832
En el contexto internacional, el capitulo 17 de la Agenda 21 describe las principales acciones 833
relacionadas con el uso sustentable de los recursos marinos, y establece un plan de acción y 834
las prioridades para avanzar hacia el desarrollo sustentable. Desafortunadamente, hasta hoy, 835
nuestro país no ha integrado ni ha adoptado en forma responsable los principios de la 836
sustentabilidad. Es urgente que en nuestro país se promueva la construcción de las Agendas 837
21 Locales, a nivel municipal, para después integrar las Agendas 21 estatales y por último la 838
Agenda 21 Nacional, para desarrollar las estrategias que nos lleven a armonizar el desarrollo 839
social, con lo económico, lo ambiental, que nos permitan crear la institucionalidad para 840
establecer las políticas publicas que permitan elevar la calidad de vida de la sociedad con base 841
a una explotación racional de los recursos marinos. 842
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Lista de leyendas de Figuras 1115
Figura 1. Los ambientes marinos de México 1116
Figura 2. Mar territorial y zona económica exclusiva de México 1117
Figura 3. Regiones marinas oceánicas de México 1118
Figura. 4 Las provincias marinas de México 1119
Figura 5. Las áreas de surgencias de México 1120
Figura 6. El Golfo de Tehuantepec 1121
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Lista de leyendas de Tablas 1123
Tabla 1. Tasas de productividad primaria de los ecosistemas marinos de México 1124
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