domingo, 10 de abril de 2011

1. Introducción.

Las fibras ópticas han dado un mejoramiento al desarrollo de las telecomunicaciones desde las ultimas tres décadas. Debido a la necesidad de seguir obteniendo mayor aprovechamiento de sus características, se han creado dispositivos dentro de la fibra, es decir, dispositivos de fibras ópticas como acopladores WDM’s (Wavelength Division Multiplexing), filtros, amplificadores, que han contribuido al desarrollo de sistemas de fibras ópticas debido a que son intrínsecamente de baja pérdida y pueden ser interconectados a otros sistemas de fibra que transportan señales complejas. Uno de los últimos dispositivos de fibra óptica son las denominadas “rejillas de Bragg de fibra óptica” las cuales pueden ser utilizadas para reflectar, filtrar ó dispersar luz sin abandonar el núcleo de la fibra, evitando la necesidad de utilizar espejos dieléctricos de volumen y rejillas de difracción, disminuyendo con esto, pérdidas de energía. Son ideales para un amplio rango de aplicaciones siendo un elemento clave en el campo de las comunicaciones ópticas y en sensores de fibra óptica, además de tener aplicaciones en láseres de fibra óptica. Una rejilla de Bragg consiste de una modulación periódica del índice de refracción del núcleo de una fibra óptica, por lo general monomodo, lo cual también puede verse como un arreglo periódico de placas o películas de 2 índices de refracción diferentes, denominados índice de refracción alto nH (~ 1.4563) e índice de refracción bajo nL (~ 1.456) .

2. Arreglo experimental y resultados.

En la figura 1 vemos una cavidad láser de fibra óptica con tres rejillas de Bragg actuando como espejos, un medio amplificador y un sistema de bombeo. Dos de las rejillas ( #3 y #2) funcionan como cabezas del sensor y una como referencia ( #6). Para monitoreo tenemos un monocromador con el cual podemos seleccionar ciertas longitudes de onda a las cuales la cavidad esta funcionando, en este caso seleccionaremos un ancho espectral que se encuentre dentro del ancho espectral de la fluorescencia de la fibra dopada y dentro de este ancho se encontraran las longitudes de onda de reflexión de las rejillas. Además, se observa un fotodetector conectado a un Lock-in y este hacia una PC. Por otra parte se observa un fotodetector conectado a un preamplificador y éste hacia un analizador de RF (radiofrecuencias). Con esto ultimo mediremos las frecuencias de separación intermodal que existen en la cavidad cuando hay un laseo. La punta final de la rejilla #6 se sumerge en glicerina (liquido acoplador de índices) para evitar las reflexiones y con esto la formación de sub-cavidades.



La figura 2 muestra parte del espectro de fluorescencia de la fibra dopada y 3 picos que corresponden a los picos de reflexión de las rejillas, esto se obtuvo conectando la terminal S3 al punto 1. Observando la figura 1, en la terminal S3 esperamos obtener únicamente los picos de reflexión de las rejillas #3 y #2, pero debido a la reflexión que existe en la terminal S1, aparece el pico de reflexión de la rejilla 6 lo cual eliminamos si sumergimos a esa terminal en glicerina.


Con lo observado en la grafica de la figura 2 encontramos la posibilidad de proponer a este arreglo como un sensor, ya que si cambiamos la temperatura ó si tensamos gradualmente a cualquiera de las rejillas #3 y/o #2, desplazaremos el pico de la rejilla hacia el pico de la rejilla 6, hasta que se alcance un laseo dentro de la cavidad (figura # 3) con lo cual sabremos que la longitud de onda de reflexión de la rejilla en cuestión se igualó a la de la rejilla # 6. La posibilidad de aplicar el anterior arreglo como un sensor se soporta con la teoría existente en la literatura acerca de las rejillas de fibra  en la cual, la longitud de onda de reflexión se desplazará aproximadamente 1.2 pm cuando se le aplique 1 με (micro tensión) a la rejilla y aproximadamente 13.7 pm por cada °C de aumento en temperatura, esto para rejillas con una longitud de onda de reflexión cercana a 1550 nm y dependiendo del tipo de rejilla.

En la figura 1, si colocamos la salida S3 en la posición 2 obtenemos lo que se observa en la gráfica de la figura 4. Aquí, existe un laseo en la cavidad, es decir, las longitudes de onda de reflexión de las rejillas que forman la cavidad son iguales. En este caso se tensó la rejilla # 2.


Se observan únicamente 4 modos o frecuencias de resonancias, debido a que el rango de medición del RF es hasta 100 KHz. En la figura 5 mostramos un análisis del modo o frecuencia numero 4 cuando se tensa cada rejilla (pico izquierdo: R #2 tensada, pico derecho: R #3 tensada) y cuando se tensan las dos simultáneamente (pico central). Conociendo la frecuencia del pico y el índice de refracción efectivo de la rejilla, podemos calcular la longitud de la cavidad mediante la siguiente ecuación.


en donde N es el numero de modo, ν la frecuencia, L la longitud de la cavidad, n el índice de refracción efectivo de la rejilla y C la velocidad de la luz en el vacío. Si una cabeza del sensor actúa, en el RF se observará el valor de la frecuencia y con un cálculo se conocerá la posición de esta cabeza (rejilla).

3. Conclusiones.

Dos formas de caracterizar la actividad de este sensor se presentaron. En la primera se analiza desplazamientos en longitud de onda y en la segunda los modos longitudinales. La primer forma es conocida en la literatura de los sensores de fibra óptica, pero no es así para la segunda. Las ventajas de este sistema en arreglo como sensor es la cantidad de rejillas que se pueden utilizar como cabezas del sensor, la distancia a la que se puede monitorear algún parámetro físico y la utilización de una rejilla de referencia, traducido a una temperatura o tensión de referencia.

Wilmer J Sánchez V-19358601
CAF - Parcial 3



sábado, 27 de noviembre de 2010

Descubiertas nuevas especies marinas en aguas canadienses


La robótica más sofisticada se ha convertido en fiel aliada de un equipo multidisciplinar de investigadores procedentes de tres universidades canadienses y del Instituto Español de Oceanografía, según informan varios periódicos canadienses.

El equipo internacional de científicos se ha embarcado en una expedición de 20 días de duración con el objetivo de estudiar once áreas que están bajo la protección de la organización North Atlantic Fisheries (NAFO, sus siglas en inglés), una institución dedicada a la conservación y optimización de los recursos pesqueros y marinos del mundo.

Gracias a potentes cámaras acopladas a unos brazos robóticos se ha podido echar un vistazo a grandes profundidades. El resultado de esta observación ha sido el avistamiento de varias especies, hasta ahora desconocidas, en las costas de Terranova.

No es la primera vez que las aguas de esta zona sorprenden a los investigadores, que esta vez se han maravillado con esponjas en forma de tulipa, corales de brillantes colores, pequeños animales y otras especies capaces de sobrevivir a 3.000 metros de profundidad.

Importancia de la exploración

Llevar a cabo expediciones en estas aguas y observar la flora y fauna que habita estos lugares es especialmente importante porque éstos forman "los bosques de los océanos", explica Ellen Kenchington, investigadora de la NAFO en Canadá y miembro de la espedición.

Esta especialista ha hecho hincapié en la importancia de la dotación tecnológica del viaje porque "realmente nos está ayudando a cambiar nuestra percepción de la biodivesidad que hay allí. Estamos localizando nuevas especies que viven en aguas realmente profundas", apunta.

Y es que el robot submarino que 'forma parte' de la tripulación es capaz de descender 500 metros más que cualquier otro aparato y que, por supuesto, las personas. Eso ha supuesto la catalogación de seis nuevas esponjas y dos tipos desconocidos de coral.

Kenchington ha declarado al diario 'Montreal Gazette' que el hecho de determinar la composición de los corales que viven en estas aguas, algunos con más de mil años de antigüedad, es extremadamente útil para "establecer las pautas del cambio climático, cómo está afectando a los mares... además nos es muy valioso para entender el presente y poner todas las informaciones en su contexto".

Ayuda a la conservación

Los miembros del equipo también han mostrado su inquietud por la conservación de los océanos. Sus datos pueden contribuir a que se inviertan mayores esfuerzos y recursos en la preservación de los corales.

Estos minúsculos animales marinos viven en los océanos desde hace más de 250 millones de años. Como parte de su metabolismo, estas criaturas segregan carbonato cálcico, que es lo que forma su base y su armazón. La agregación de muchas de estas formaciones cálcicas a lo largo de los siglos es lo que ha dado lugar a los arrecifes de coral, muchos de los cuales están ahora en peligro.

Los arrecifes de coral acogen en su seno verdaderos ecosistemas que, de llegar a desaparecer, podrían acabar con la existencia de más de 4.000 especies marinas. Las estimaciones apuntan que el 20% de los arrecifes de coral del mundo están muertos (sólo persisten los esqueletos, sin vida) y que el 34% está gravemente amenazado.

EES
Sánchez L.Wilmer
19358601
Seccion 1
Fuente: http://www.elmundo.es/elmundo/2010/07/22/ciencia/1279806521.html

Biología Marina - Investigación a ras de costa

España es un país rodeado de mar, muchas de sus gentes viven del mar y buena parte de los visitantes llegan a España buscando el mar. Curiosamente, en los currículum de secundaria y bachillerato y también en la mayoría de libros de texto de ciencias naturales, las referencias a la biología marina son escasas, o en todo caso se reducen a apartados muy concretos o a algún texto complementario.

Desaprovechamos por tanto, en mi opinión, la oportunidad de utilizar el mar como elemento didáctico, cuando en realidad ofrece muchísimas posibilidades para el estudio práctico de las ciencias de la naturaleza y no solo de la biología, ya que el mar nos proporciona también oportunidades para estudiar aspectos de geología, química o física.

Cuando hablamos de biología marina nos referimos principalmente a la dinámica de los ecosistemas acuáticos del mar, pero también a las zonas de costa, especialmente las playas donde medran un sinfín de organismos más o menos escondidos en la arena o entre las rocas. Las aguas litorales de fácil acceso y las playas constituyen excelentes hábitats naturales donde los alumnos de primaria, secundaria y bachillerato pueden realizar actividades practicas o sencillos trabajos de investigación.
Hace unos años, la Escola Frederic Mistral/Tècnic Eulàlia, junto a otras escuelas de Barcelona, inició una colaboración con el Instituto de Ciencias del Mar (ICM-CSIC) para el desarrollo de programas didácticos con el objetivo de incorporar las ciencias del mar entre las actividades prácticas de secundaria-bachillerato. Fruto de esta colaboración, se han desarrollado actividades y trabajos de investigación diversos entre los cuales hemos seleccionado algunos, especialmente representativos, para demostrar las posibilidades didácticas que ofrece el litoral marítimo.

Observación de tipos distintos de arena
- Programa diseñado para alumnos de parvulario.
- A partir de muestras de arena de distintas playas de España, del litoral catalán, balear, islas canarias etc., los alumnos pueden comprobar como el color y la textura de la arena no son siempre iguales. Por tanto, los alumnos pueden observar y experimentar para concluir que existen distintos tipos de arena

Estudio de la variedad de plancton en aguas litorales
- Programa diseñado para alumnos de ciclo superior de primaria y el primer ciclo de secundaria.
- A partir de muestras de fitoplancton y zooplancton marino, fácilmente obtenidas en zonas de costa mediante redes de plancton convencionales fabricadas por los propios alumnos, se pueden realizar estudios sencillos sobre biodiversidad de plancton.
- La estructura que muestra la imagen representa una gota de agua con su contenido planctónico.
Estudio de la meiofauna y macrofauna en una columna de arena

- Trabajo de investigación de bachillerato
- En una zona del litoral catalán, un alumno de bachillerato realizó un estudio con el objetivo de demostrar que las distintas especies de organismos que medran en la columna de arena están distribuidas en distintos niveles en función de la granulometría.

Estudio sobre la presencia de bacterias coliformes en el agua del litoral de Barcelona

- Trabajo de investigación de bachillerato.
- A partir de muestras de agua recogidas durante las salidas al mar con la embarcación del ICM, en el marco de su proyecto de colaboración con las escuelas, dos alumnas de bachillerato realizaron un estudio para demostrar la presencia de bacterias coliformes en las aguas del litoral barcelonés. En la zona de desembocadura del colector de aguas residuales depuradas es donde se observa mayor presencia de coliformes (bacterias indicadoras de contaminación fecal). A medida que nos alejamos del colector, la presencia de coliformes disminuye hasta desaparecer en zonas próximas a la playa.

- Placa de Petri con presencia de colonias de coliformes. Estas colonias han crecido a partir de la siembra de una muestra de agua marina obtenida en la zona de desembocadura de un colector de aguas residuales en el litoral barcelonés.

De la colaboración entre el ICM y distintas escuelas del área de Barcelona han surgido numerosos trabajos y proyectos relacionados con estudios de biología marina, en los cuales han participado de manera directa muchos estudiantes de diversos niveles educativos, principalmente de bachillerato. Los resultados de esta colaboración entre las escuelas y una institución científica de CSIC se pueden consultar en la web:
http://www.icm.csic.es/

Las conclusiones que se pueden extraer al cabo de todos estos años de colaboración entre el ICM y las escuelas de Barcelona son enormemente positivas y demuestran las grandes posibilidades que nos ofrece el mar y las zonas de costa para la enseñanza práctica de las ciencias naturales.
Por su parte, el Colegio de Doctores y Licenciados en Filosofía y Letras y en Ciencias de Cataluña, que agrupa a unos 10.000 docentes, ha ido realizando cursos y talleres para dar a conocer al profesorado estas propuestas didácticas y facilitarles asimismo la elaboración de nuevas propuestas para utilizar el mar como recurso. A este respecto, cabe destacar el próximo cursillo-taller titulado Recerca arran de costa, que tendrá lugar en Barcelona del 30 de junio al 11 de julio, en el marco de la Escuela de Verano que el Colegio organiza todos los años. Se puede encontrar información sobre este cursillo y las actividades del Colegio en la siguiente página web: http://www.cdl.cat/.

EES
Sánchez L. Wilmer
Seccion 1
Fuente: http://www.educaweb.com/noticia/2008/04/14/biologia-marina-investigacion-ras-costa-12929.html

lunes, 22 de noviembre de 2010

Exterminando. Especies marinas en extinción y los otolitos gigantes.

Según la Lista Roja de Especies Amenazadas que publica la Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza (UICN), unas 16.900 especies están en peligro de extinción, mientras que las ya extinguidas podrían alcanzar las 1.159.

En relación a las especies de agua dulce, el 38 por ciento de los peces están amenazados en Europa, mientras que en África oriental se encuentran en peligro el 28 por ciento. “En los océanos, el panorama es igual de sombrío. Muchas especies marinas están sufriendo una pérdida irreversible debido a la sobrepesca, el cambio climático, las especies invasoras, el desarrollo costero y la contaminación”. Además, señala que “las aves marinas están mucho más amenazadas que las terrestres, con un 27,5 por ciento en peligro de extinción frente al 11,8 por ciento de las aves terrestres en esta misma situación”.

 Del informe sobre el estado de la especies marinas es importante destacar lo siguiente:

“Tiburones Rayas y Quimeras: Aproximadamente un 17% de los tiburones y sus parientes está amenazado, y otro 13% está Casi Amenazado, y una proporción alta (47%) está en Datos Insu?cientes. Los tiburones y rayas son especies pelágicas de aguas profundas, muy difíciles de estudiar en forma salvaje, y se conoce poco sobre su ecología y el estado de su población, incluido el impacto de las amenazas importantes. Mucho de lo que se conoce actualmente sobre ellos procede de las capturas en redes tanto intencionadas como accidentales, que son las amenazas principales para su supervivencia. Muchas de estas especies de crecimiento lento son incapaces de recuperarse de la proliferación de las industrias pesqueras del tiburón en todo el mundo que vienen combinándose con prácticas de pesca perjudiciales en expansión en las últimas décadas. “
“Meros: Al menos el 13% de las especies de meros ya está amenazado, un 14% Casi Amenazado, y otro 30 % Datos Insu? cientes. Las amenazas más importantes son la sobrepesca, especialmente en zonas de freza así como la pesca incontrolada en muchas etapas de su ciclo vital, que van desde pequeños alevines hasta adultos. Es especialmente preocupante que más del 20% de meros capturados mundialmente se destinan a restaurantes de lujo y al comercio de alimento de peces de arrecife vivos en la región del Índico-Pacífico. “


 “Corales formadores de arrecife: Más de la cuarta parte (27%) de las 845 especies de corales de arrecife se ha clasi? cado como amenazado, un 20% se consideran Casi Amenazado, y el 17 % Datos Insu?cientes. Las amenazas principales son la cada vez mayor frecuencia y duración de los episodios de blanqueamiento y enfermedad que viene ligado al aumento de las temperaturas marinas, un síntoma del cambio climático global. Los impactos de estos cambios ambientales comprenden también las amenazas antropogénicas como el desarrollo del litoral, la extracción de coral, la sedimentación y la contaminación. “


“Mamíferos marinos: Los mamíferos marinos incluyen las ballenas, del?nes, marsopas, focas, leones marinos, morsas, nutrias marinas, manatíes, dugongos y el oso polar. La cuarta parte (25%) de estas especies está ya amenazada. Entre las amenazas más importantes están el enredo en los aparejos de pesca, la captura directa, la contaminación acústica del sonar militar y sismográ? co, y los golpes de las embarcaciones. En muchas regiones, los mamíferos marinos están también amenazados por la contaminación de las aguas, la pérdida de hábitats por el desarrollo del litoral, la pérdida de presas u otras fuentes de alimento debido a una gestión de?ciente de las industrias pesqueras, la caza intensiva y los efectos combinados del cambio climático. “


“Aves Marinas: Más del 27% de las aves marinas está amenazado. Las amenazas principales incluyen la mortalidad en los palangres y redes de arrastre, los vertidos de petróleo y la in? uencia de las especies foráneas invasoras (en especial la depredación por los roedores y gatos) en las colonias de cría. Otras amenazas a los sitios de cría son la pérdida y la degradación de los hábitats por el desarrollo de la costa, la tala y la contaminación. “
 

“Tortugas Marinas: Seis de las siete especies de tortugas marinas están amenazadas. Las tortugas marinas ponen los huevos en las playas, las cuales están amenazadas por el desarrollo costero, la extracción de arena, y los depredadores introducidos. Los huevos y las crías están amenazados por la contaminación y la depredación, y los huevos son recogidos como alimento por los seres humanos en muchas partes del mundo. Una vez en el mar, las tortugas marinas se enfrentan a las amenazas de la captura especí? ca en pesquerías de subsistencia a pequeña escala, la captura accidental por la pesca de palangre y de arrastre, el enredo en los desechos marinos y los golpes de las embarcaciones. “


 “El número de especies marinas en la Lista Roja de la UICN está muy atrasado si lo comparamos con las especies terrestres. En 2006, la UICN, Conservación Internacional y la Universidad Old Dominium iniciaron un ambicioso proyecto (La Evaluación Global de las Especies Marinas) para completar las evaluaciones de la Lista Roja para más de 20.000 especies para el 2012. Los grupos prioritarios incluyen unos 15.000 peces y reptiles marinos, los productores primarios formadores de hábitats importantes, como el resto de los corales, los manglares, las praderas marinas y ciertas algas, y varios grupos invertebrados importantes como los moluscos y equinodermos. “

Desde luego como especie somos unos profesionales…

Para acabarlo de arreglar, recientemente se ha descubierto que los peces que viven en agua con una concentración elevada de dióxido de carbono, que es absorbido en cantidades elevadas por los océanos, presentan cambios en la anatomía  de su oído.


Al absorber CO2 el agua se torna ácida. Esta acidez influye en la formaciónd e corales y las conchas y caparazones de moluscos y crustáceos. En el experimento se estudiaron ejemplares jovenes de lubina americana criados en tanques con agua que tenía elevadas cocnentraciones de CO2. Los animales desarrollaron unos otolitos excepcionalmente grandes en comparación con los criados en agua con concentraciones normales.


Los científicos estudian los otolitos porque crecen en capas como los anillos del tronco de los árboles y se pueden usar para averiguar la edad de los animales. Los otolitos les valen a los peces para mantener el equilibrio. Habrá que comprobar si los otolitos excesivamente grandes son perjudiciales para los peces.

EES
Sánchez León Wilmer
19358601

BIOLOGIA MARINA.CIENTÍFICOS ESPAÑOLES Y FRANCESES DESCUBREN NUEVOS GRUPOS DE MICROORGANISMOS MARINOS

Un equipo multidisciplinar de investigación, integrado por científicos del Instituto de Ciencias del Mar (CSIC) de Barcelona, la Universidad Miguel Hernández de Alicante y la Station Biologique en Roscoff (Francia), ha analizado bibliotecas genéticas procedentes de distintas áreas del océano, con el objetivo de conocer los componentes más pequeños del plancton. La revista científica 'Nature' publica hoy los primeros resultados. El mar es el ecosistema más extenso y desconocido del planeta. En cada mililitro de agua de mar viven unos mil protistas, cerca de un millón de bacterias y casi 10 millones de virus. Estos microorganismos planctónicos llevan a cabo la mayor parte de la fotosíntesis y de la respiración en el mar y, por tanto, son responsables del equilibrio de CO2 entre el mar y la atmósfera.

Los microorganismos de menos de 2 micrómetros de diámetro forman el picoplancton. Se sabe que el picoplancton es responsable de la mayor parte de la fotosíntesis en las zonas de mar abierto, pero hasta ahora se desconocía su identidad. Las últimas técnicas de biología molecular en oceanografía están permitiendo identificar y analizar muchos de estos microorganismos.

Estos investigadores presentan ahora los resultados del análisis de muestras tomadas en el Océano Glacial Antártico, durante la campaña DHARMA del buque Hespérides, en el verano austral de 1998. En muestras tomadas a gran profundidad (entre 250 y 3.000 metros) han aparecido grupos de picoeucariotas completamente nuevos y se ha descubierto una serie de clones dentro del grupo de los alveolados, que podrían ser los habitantes más numerosos de los fondos marinos y, por tanto, tendrían un papel preponderante en los ciclos biogeoquímicos en esas zonas abisales del océano.

Ciclo de carbono oceánico

El Instituto de Ciencias del Mar del CSIC ha realizado estudios similares en muestras de picoeucariotas tomadas en lugares tan alejados entre sí como el Mediterráneo, el Atlántico Norte y la Antártida. Los investigadores han comprobado que los estramenópilos son el grupo de picoeucariontes recuperado con mayor frecuencia en todas las muestras analizadas, por lo que puede tratarse de uno de los grupos de microorganismos con un papel más relevante en el ciclo del carbono en los océanos.

Debido a las numerosas implicaciones filogenéticas, ecológicas y biogeoquímicas de estos descubrimientos, el grupo francés y el del CSIC han iniciado un proyecto de la Unión Europea, denominado PICODIV, con el fin de estudiar a fondo la composición del picoplancton marino y de intentar aislar en cultivos puros estos grupos de pequeños seres vivos, lo que permitiría determinar el papel exacto que juegan en la naturaleza.

Hasta ahora se han analizado sólo siete puntos del océano. El hallazgo de tantos grupos de microorganismos nuevos sugiere que la diversidad que todavía queda por descubrir debe de ser fabulosa. Y esta diversidad encierra el potencial de una gran cantidad de nuevos genes con aplicaciones en biotecnología.

EES
Wilmer Sánchez León
19358601
Fuente http://digital.el-esceptico.org/leer.php?autor=376&id=1304&tema=16

domingo, 21 de noviembre de 2010

La fauna abisal y las fluctuaciones del clima

  
Ecotropía (Barcelona). El día de mañana ilustró, el pasado verano, la influencia del océano sobre el cambio climático, como un elemento clave que determina si los cambios del balance energético en la atmósfera producidos por las variaciones de las concentraciones de los gases efecto invernadero pueden conllevar un cambio relativamente rápido en la circulación oceánica, lo cual induciría, a su vez, cambios en las condiciones climáticas más rápidos de lo que tradicionalmente se había pensado.
Sin embargo, hay otro aspecto que ha sido poco estudiado en relación con los océanos y es el que se refiere a la biodiversidad y a la respuesta de los ecosistemas marinos a los eventuales cambios del clima. Hasta ahora se ha estudiado poco la respuesta de la fauna abisal a las fluctuaciones climáticas. Aparentemente, parecería lógico que dada la inercia térmica de los océanos y las prácticamente inexistentes corrientes verticales de agua a nivel global, los organismos del fondo marino no estuvieran sometidos a las fluctuaciones climáticas que se dan en la superficie, o al menos, que las perturbaciones quedaran muy amortiguadas. Sin embargo, en la revista Science del 24 de julio de este año se publica un artículo en el que se informa del trabajo llevado a cabo por Henry A. Ruhl y Kenneth L. Smith de la Institución Scripps de Oceanografía en California (Science 305, 513-515, 2004) donde, aparentemente, se muestra que las poblaciones de determinadas especies de organismos que viven a unos 4000 metros de profundidad, en el Pacífico, sienten las condiciones climáticas reinantes en su superficie.

Los investigadores han analizado los materiales recuperados de trampas de sedimento y han fotografiado las especies marinas presentes en la zona de estudio. Esencialmente, el trabajo muestra cómo los 4 km de agua no «protegen» a los organismos abisales de las fluctuaciones que se dan en el clima de la superficie, que se manifiestan a través de la caída de materia orgánica, como plancton muerto o muriéndose, y de excrementos. El trabajo analiza el comportamiento de diversas especies de «pepino» marino. (En las profundidades analizadas este organismo es el rey.) Su dieta, se basa, precisamente, en la materia orgánica anteriormente mencionada, que cae de la superficie. Lo que los investigadores americanos han descubierto es, pues, que los cambios de las aportaciones de materia orgánica propiciadas por las condiciones en la superficie influencian a las poblaciones de las distintas comunidades de estos organismos.

En las medidas realizadas, los investigadores han visto una marcada tendencia en la estructura de la comunidad de la megafauna epibéntica dominante síncrona con la evolución de los episodios de El Niño/La Niña, durante el período 1989-2002. Así, la especie Elpidia minutissima aumentó abundantemente durante el período 1989-1996, para decrecer marcadamente en el período 1999-2000 hasta, prácticamente desaparecer, entre 2001 y 2002. Otra especie, Peniagone vitrea, mostró un comportamiento parecido. En contraste, otros organismos como Abyssocucumis abyssorum, Scotoplanes globosa, Psychropotes longicauda, etc., durante la mayor parte del período estudiado, aparecieron en concentraciones pequeñas mientras que su población creció abundantemente durante el período 2001-2002.

Dicho estudio parece aportar una evidencia de cambios en la fauna de las comunidades abisales que se correlaciona con las condiciones climáticas asociadas a las variaciones climáticas dominantes en la superficie. Como todas las medidas climáticas, disponer de series largas es un requisito esencial y, por lo tanto, no puede afirmarse si puede establecerse una relación con la evolución de las comunidades bentónicas y los cambios del clima de origen antrópico.

Misterios de los abismos

Este es el Kaiko, un robot submarino
japonés que en 1995 quedó a un
solo metro del récord mundial
 de profundidad registrado
 en 10,912 metros.
 Nuestro Planeta está cubierto en su mayoría por agua, existen precipicios en los océanos de gran profundidad, bajo nuestras aguas se esconden más misterios que en Marte ya que se tienen mucho más datos de este planeta que sobre los mares más profundos, existe más fauna que en la selva y más riqueza que en una mina de oro. Hasta el momento, ningún ser humano ha conseguido bajar a más de 11,000 metros de profundidad. Las temperaturas son bajísimas que sobrepasan los 0 grados centígrados, es una oscuridad absoluta y las presiones son altísimas, existen peces que tienen que soportar el peso de varias toneladas por cada centímetro cuadrado de su cuerpo.

Cuando aún vivía John F. Kennedy tenía serias dudas sobre si gastar su presupuesto de ciencia en colonizar la Luna o en el estudio de los fondos marinos. Al final, decidió enviar astronautas al lejano satélite, pero es evidente que sus asesores científicos sabían con claridad que debajo del océano se encuentra toda una maravilla por descubrir, un mundo tan fascinante y desconocido como el universo.

Ya todos sabemos que el sueño de conquistar la Luna se ha logrado, nuevamente parece retomar la ciencia la iniciativa de seguir investigando los misterios de los fondos marinos, el hombre ha volado, viajado al espacio y ha puesto más de 100 veces el pie sobre el monte más alto de la Tierra, incluso ha mandado robots más allá del sistema solar para conocer más. Sin embargo aún le falta descubrir que ocurre debajo del agua a grandes profundidades.

Japón, Estados Unidos y Francia ya han construido sus respectivos ingenios submarinos y han relanzado así una carrera de proporciones similares a la espacial. En 1960 se logró alcanzar los 10,912 metros de profundidad en la fosa de las marinas gracias al robot Trieste, esta cima se encuentra en el Pacífico Occidental, desde esa fecha su record no ha podido ser superado, en marzo de 1995, el robot japonés Kaiko se aproximo justo hasta los 10,911 metros de profundidad, pero no pudo seguir bajando, por lo que la marca del Trieste quedó intacta, Sin embargo el Kaiko nos pudo proporcionar las primeras imágenes de video en tiempo real de la flora y la fauna abisal y nos abrió la ventana a un fascinante mundo de proporciones inimaginables.

En el fondo del océano entre los 800 y 11000 metros de profundidad se encuentra uno de los paisajes más extraños del planeta. Un ecosistema marino determinado por las condiciones más extremas de presión y temperatura que no se encuentran en ningún otro lugar del globo terrestre. El bentos de los abismos acuáticos también conocido como bentos de la zona hadal o ultraabisal, es uno de los ejemplos más asombrosos de sobrevivencia de organismos; la escasa vida que se encuentra en estos lugares está sorprendentemente adaptada: A la presión, a la oscuridad, a la falta de oxígeno, a la escasez de víveres, a las bajas temperaturas que oscilan entre 5 y 1ºC. Por esto es genial encontrar algún tipo de vida en estas condiciones. Aunque el índice de la biomasa sea prácticamente cero, la vida existe en la zona hadal.
Aunque la vida no está totalmente ausente en esta zona, especies e individuos son allí infinitamente menos numerosos que en las demás regiones del mar y en los demás ecosistemas terrestres, como por ejemplo las pluviselvas, cuya biomasa triplica la de los abismos. Sin embargo a pesar de ser un ecosistema relativamente pequeño, sus aportes a la biodiversidad son significativos en cuanto a la variedad de especies presentes en él ya que muchos de los organismos que habitan estos abismos son únicos de ellos y no se encuentran presentes en ninguna otro región geográfica de la Tierra. ( en pocas palabras, son especies endémicas de los abismos marinos).

En esta imagen se aprecia una familia de peces pescadores. Los machos son mucho más pequeños que la hembra y se pasan la vida parasitando la comida que ésta obtiene a más de 1,000 metros de profundidad.  Este pez, pertenece a los ceratoideos, presenta conductas extrañas: el macho pasa su juventud buscando una hembra y cuando la encuentra se sujeta con sus quijadas a cualquier parte de su cuerpo y no la suelta, alimentándose a través de la corriente sanguínea de ella. Cada hembra lleva dos o tres machos adheridos, cuyos tamaños apenas pasan de unos centímetros.
Sin embargo para poder comprender estos fenómenos es importante conocer primero cuál es el significado de "bentos abisal". En general el bentos es el conjunto de aquellos animales y plantas asociados con el suelo marino; es decir, bentónicas son todas las especies que viven relación íntima con el fondo marino, éste como gran comunidad ecológica, se extiende en el mar desde la línea de rivera, hasta las más altas profundidades. La zona abisal es por lo tanto la zona bentónica de los abismos, más allá de la región arquibentónica. La frontera entre las zonas arquibentónica y abisal suele establecerse entre los 800 a 1000 metros de profundidad. El mar profundo constituye la más dilatada de todas las regiones de nuestro planeta líquido al cubrir cerca del 85% de lo que se conoce como cuencas oceánicas. Así los abismos son en general inmensas cuencas de fondo llano y fosas abisales, que forman las regiones más profundas del océano, entre los 1000 y los 11000 metros de profundidad

Aunque la vida no está totalmente ausente en las regiones abisales, especies e individuos son menos numerosos que en las otras regiones del mar gracias a las condiciones ambientales ya mencionadas: La zona abisal carece de luz solar y por lo tanto de algas; el factor principal que limita toda la vida abisal es, pues, el aporte de alimento forzosamente alóctono (proviene de otros lugares diferentes al lugar de vida). En estas condiciones se le da paso a la biomasa más abundante de los abismos:Las bacterias. Una parte de éstas son autótrofas quimiosintéticas, que cubren sus necesidades de carbono, a expensas del ion bicarbonato, oxidando amoniaco, hidrógeno, nitrito, metano o substancias inorgánicas.Las bacterias son prácticamente los únicos productores por debajo de la región iluminada. Otras bacterias, heterótrofas, se nutren a expensas de la masa orgánica disuelta que aporta el agua circulante, así como de toda clase de cadáveres y excresiones. La representación del mundo animal es mucho más amplia. Incluye variadas formas de rizópodos y una gran variedad de esponjas, entre las que son especialmente características las hexaltinélidas Entre los celentéreos se encuentran hidrozoos, como grandes pólipos solitarios, pennatularios y actinias. Se han encontrado 375 especies de equinodermos por debajo de los 2000 metros. Los briozoos abisales son raros, se encuentran algunos anélidos poliquetos y los braquiópodos se encuentran en un número muy notable. La mayor parte de cefalópodos de profundidad son batipelágicos. Hay artrópodos (crustáceos) y vertrebrados (peces) entre los cuales se encuentran el Barathronus, Benthobatis, etc. Estas formas animales se dividen entre los que se alimentan de presas vivas (depredadores), de residuos (detritívoros). Algunas formas viven en contacto con el fondo (bentos) y por lo tanto pueden ser ya sea excavadores, fijos, errantes o libres (o pelágicos).

Como respuesta al medio, estos organismos presentan las siguientes particularidades:

Cuando no hay luz, es preciso recurrir a
todo tipo de trucos para comer.
 Lo mejor es atraer a las presas justo a
la altura de la boca, como hace este Cauluphryne
 jordani con su antena.

º         La ausencia de luz lleva consigo la atrofia general de los órganos de la visión, compensada por un alargamiento de los órganos táctiles, por lo cual se han observado crustáceos cuyas antenas alcanzan longitudes desmesuradas.
º         Por otro lado la ausencia de luz es la posible causante de la producción de luz orgánica (bioluminiscencia) aunque este fenómeno se le atribuye también a la luciferina. La bioluminiscencia tiene como función la atracción de presas, así por ejemplo el Melanoccetus murrayi , usa como cebo sus órganos luminosos.
º         Otra característica se da entre tonos rosados y violeta y por lo general también se encuentran organismos con cuerpos transparentes. Esto se debe a que al ser absorbidas las ondas luminosas rojas en las capas superiores del océano, el disponer de una librea de esta coloración no representa ningún inconveniente, ya que se hace invisible al no haber ninguna radiación que reflejar.
º         Es de suponer que el crecimiento de los seres abisales es lento y su vida muy larga, como consecuencia de la acción similar y acumulada de la escasez de sustento, del frío y de la presión. La escasez de alimento suspendido, exige un cambio en la reproducción de estos grupos que dan larvas planctónicas; sus representantes en la zona abisal pasan a producir menos huevos y cuidan por ende más a los mismos. Un ejemplo es el del erizo Aceste bellidífera, que cría sus hijos en una depresión dorsal de su caparazón, rodeada de espinas en forma de pluma.
º         Otra de las características del abismo marino son las chimeneas de Geiseres, por las cuales viaja el agua hasta el corazón del planeta calentándose hasta los 400ºC En torno a estas calderas habitan colonias de gusanos hasta de 20 cm. de largo, que se han acomodado en estas aguas calientes y sulfurosas. Estos gusanos son organismos quimiosintéticos que absorben metano, compuesto letal para otras especies.
º         La uniformidad de condiciones y lentitud de evolución se manifiestan en una menor diferenciación específica abisal, lo cual no se da en los ecosistemas terrestres (como la pluviselva), donde las condiciones del medio favorecen la rápida evolución y especiación, llevando así a un aumento de la diversidad y del número de especies en general, de 1400 en los abismos a un millón (aprox.) en las pluviselvas.
º         Además, la biomasa abisal es débil con respecto a la de zonas horizontales: La primera de 22 a 56 gr/m3 entre los 200 y los 500 m, y de 9 a 26 gr/m3 de los 2000 a los 9000 m. La segunda de 165 a 346 gr/m3 . Como consecuencia de esto, "el bentos abisal es un mundo miniaturizado y mitigado. No hay manera de adivinar el número de especies presentes".

Cuando no hay luz, es preciso recurrir
 a todo tipo de trucos para comer. Lo mejor es atraer
 a las presas justo a la altura de la boca, como hace este
Cauluphryne jordani con su antena.
Los camarones se encuentran frecuentemente a grandes profundidades. Los que viven de 4 500 a 6000 metros abajo de la superficie del mar no son de aspecto muy diferente a los que llegan a nuestras mesas, a excepción de que son más grandes, hasta de 30 centímetros de largo, y a veces de color más vivo.

El camarón rojo de las profundidades, llamado Acantephira, lanza una sustancia bioluminiscente a través de sus glándulas situadas a los lados de la boca, con la que atrae a sus presas para capturarlas. Otro notable camarón de los abismos, el Sergestes de color escarlata, lleva una larga antena gruesa, flexible como látigo, en la punta semejando una caña de pescar. De esta antena salen muchos ganchos curvos hacia adelante, capturan a sus presas y las jalan luego hasta que quedan al alcance de sus terribles pinzas.

Entre los equinodermos, las holoturias o pepinos de mar de los grandes fondos son muy distintas y extrañas unas de otras; presentan muchos apéndices y prolongaciones que hacen que apenas se reconozcan, pero todas ellas, dentro de esta gran diversidad, tienen como rasgo común la existencia de una superficie ventral plana que les permite deslizarse suavemente por el fondo sin hundirse.

Las estrellas de mar se han visto a profundidades de 4 000 metros, conociéndose unas 2 000 especies; los individuos comúnmente tienen cinco brazos, sin embargo, también los hay con 6, 12 y aun 50 brazos; varían de tamaño desde 2.5 centímetros de diámetro hasta varios metros.

Los ofiúridos o bailarinas de mar abundan en los fondos oceánicos y las cámaras fotográficas han revelado grandes masas de ellas en las profundidades, con sus brazos semejantes a culebras entrelazadas, de tal modo que forman una sola y gruesa masa. Se han encontrado hasta 500 de ellas por metro cuadrado y son tan frágiles que es muy difícil atraparlas con redes, ya que muchos centenares se rompen y desaparecen por las mallas de las redes antes de llegar a la superficie.

Los erizos de mar de las profundidades presentan glándulas cuya picadura puede ser mortal. Otro tipo de equinodermo es el lirio de mar o crinoideo, criaturas de largo tallo con una corona de cinco "hojas" semejantes a plumas en su extremo. Son los primeros fósiles vivientes dragados del mar; actualmente sus esqueletos fosilizados forman una masa de piedra caliza de 60 a 150 metros de espesor.

Se creía que estos lirios de mar se habían extinguido hasta que en 1850 el pastor noruego Michael Sars sorprendió al mundo científico con algunos ejemplares vivos. Se han encontrado a profundidades hasta de 8 200 metros y actualmente se conocen unas 800 especies.
EES
Sánchez León Wilmer
19359301
Fuente: http://www.biotech.bioetica.org/ap2.htm

Existe una inmensa biodiversidad microbiana en lo más profundo de los oceános

El primer estudio para explorar la actividad biológica microbiana en la capa más profunda de la corteza oceánica ha encontrado numerosas bacteria con una notable gama de capacidades, incluidas a de biodegradar hidrocarburos y gas natural, y fijación y almacenamiento del carbono.
La investigación, que acaba de publicar la revista PLoS One, mostró que un número significativo y diverso de formas bacterianas estaban presentes, incluso en temperaturas cercanas del punto de ebullición del agua.

Este es un nuevo ecosistema que casi nadie ha explorado. “Si bien esperábamos algunas formas bacterianas, igual la larga lista de funciones biológicas que están teniendo lugar para las profundidades de la Tierra es sorprendente.”dijeron los autores.

La corteza oceánica cubre aproximadamente el 70 por ciento de la superficie de la Tierra y su geología ha sido explorada desde el punto de vista geológico. Prácticamente nada se sabe sobre su biología, en parte porque es difícil y costoso, y en parte porque la mayoría de los investigadores no sospechaban lo que que sucede en estos lugares.

La temperatura de los sedimentos y rocas aumenta con la profundidad, y los científicos creen ahora que la temperatura superior en la que la vida puede existir es de alrededor de 120ºC. El fondo del océano se compone generalmente de tres niveles, incluyendo una capa superficial de sedimentos; una de basalto formado a partir de magma solidificado, y un nivel más profundo de basalto que enfría más lentamente y se llama capa “gabro”, que forma la mayor parte de la corteza oceánica.

Esta última capa capa es muy poco accesible ya que que la capas superiores son usualmente de unos dos kilómetros de espesor. Curiosamente, en un sitio en el Océano Atlántico cerca de una montaña submarina, el Macizo Atlantis, las muestras fueron obtenidas a partir de formaciones rocosas gabro que estaban más cerca de la superficie de lo habitual porque se había levantado y expuesto por fallas. Esto permitió a los investigadores a investigar por primera vez la microbiología de estas rocas.

Una expedición de investigación perforado más de 4.600 metros en esta formación, en la roca que era muy profundo y muy antigua, y en la que encontraron una amplia gama de actividad biológica. Dscubrieron microbios degradantes de hidrocarburos, algunos parecían ser capaces de oxidar el metano, y procesos activos en la fijación o la conversión de gases de nitrógeno y carbono.

Los resultados son de gran interés, en parte, porque poco se sabe sobre el papel que la corteza oceánica profunda puede jugar en el almacenamiento y la fijación de carbono. El aumento de los niveles de dióxido de carbono, un gas de efecto invernadero en la atmósfera, a su vez, eleva los niveles de dióxido de carbono en los océanos.

Al parecer los microbios de la corteza oceánica profunda tienen un potencial genético para el almacenamiento de carbono. Es posible hipotetizar el concepto de reducción de emisiones de carbono en la atmósfera, mediante el bombeo de dióxido de carbono a las capas profundas del subsuelo en el que podría estar secuestrado en forma permanente.

Estos resultados indican que hay todo un mundo de actividad biológica en las profundidades del océano que no conocemos y tenemos que estudiar. Ya se demostró en el derrame de petroleo ocurrido en el Golfo de México donde al parecer estas bacterias han jugado un rol esencial en la disminución de los niveles de petroleo causados por el derrame.

Los procesos microbianos en el subsuelo marino tienen el potencial de influir significativamente en la biogeoquímica de los océanos y la atmósfera.

EES
Sánchez León Wilmer
19358601
Fuente: http://www.bioblogia.com/2010/11/una-inmensa-biodiversidad-microbiana-conocer-lo-mas-profundo-de-la-corteza-oceanica/