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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

6

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

18

II. Prioridades de Investigación 19

III. Retos para la Toma de Decisión 20

21

22

23

24

25

2

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

3

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

4

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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