O ambiente marinho, principais divisões e componentes

O ambiente marinho, principais divisões e componentes Oceanografia GEO 232 Francisco Barros PPGEB- Instituto de Biologia CNPq -UFBA LAMEB barrosf@ufba.br

Oceanos 71% da superfície da Terra Profundidade máxima: 11.000 m Profundidade média: 3.800 m Volume total do ambiente marinho: 1.370.000.000 km 3 Aproximadamente 300 vezes mais espaço para a vida do que meios terrestres e de água doce somados!

Idade da Terra: 4600 m.a. Idade do oceano e da atmosfera: 4400-3500 m.a. Primeiras formas de vida: 3500 m.a. - nos oceanos muito antes da vida em terra e em água doce. Todos os filos conhecidos, vivos e extintos, tiveram sua origem nos oceanos.

VANTAGENS E DESVANTAGENS Ambiente marinho vs ambiente terrestre + Densidade/gravidade Disponibilidade de H 2 O Temperatura - Luz Nutrientes Interface mar-ar (salinidade, turbulência, temp.) Pressão

Profundidade Condições ctes Gradientes verticais de parâmetros ambientais estabelecendo zonas com diferentes condições para a vida Luz, temperatura (2-4 0 C), alimento escasso Pressão aumenta Devido a essas modificações do meio com a profundidade, muitos animais marinhos são restritos a determinadas zonas verticais

Divisão dos oceanos

Ambiente Pelágico (pelágico oceano aberto) Coluna d água, da superfície até as grandes profundidades Ambiente Bentônico (bentônico fundo) Fundo dos oceanos, abrangendo áreas como as costas, litoral ou áreas inter mareais, recifes de corais e o fundo de maiores profundidades.

Divisão dos oceanos

Outra divisão básica, baseada em profundidades e distância da costa: Zona Oceânica Zona Nerítica Divisão,convencionalmente estabelecida a 200 m de profundidade, a qual delimita a quebra da plataforma continental. Em algumas áreas: - costa oeste da América do Sul, plataforma é estreita, a zona nerítica se estende a apenas algumas dezenas de km s da costa. - costa NE dos USA, a zona nerítica pode se estender até algumas centenas de km s da linha de costa. Geralmente, as plataformas continentais incluem cerca de 8% da área total dos oceanos (equivalente as áreas da América do Sul e Europa juntas!).

Divisões subseqüentes dos ambientes pelágicos e bentônicos em diferentes zonas ecológicas podem ser feitas em termos de profundidade e/ou topografia do fundo (veremos exemplos mais tarde). Organismos marinhos podem ser classificados de acordo com as zonas em que eles habitam: - Espécies oceânicas: ocorrem em áreas oceânicas. - Espécies neríticas: ocorrem em áreas costeiras.

De maneira similar, plantas ou animais que vivem em associação com o fundo são coletivamente chamadas de BENTOS. Incluindo, por exemplo, algas sésseis, esponjas, cracas, bem como todos aqueles animais que rastejam ou se enterram no sedimento (poliquetas, crustáceos moluscos etc..).

O ambiente pelágico organismos: suporta dois tipos básicos de - PLÂNCTON: aqueles organismos que possuem pouca capacidade de locomoção, ou seja, que são transportados de maneira passiva por correntes oceânicas. A palavra plâncton, do latim planktos significa aquele que deriva. Dependendo do organismo ser animal ou planta: zooplâncton ou fitoplâncton. - NÉCTON: aqueles organismos que possuem capacidade de locomoção, ou seja, que se movimentam independente de movimento de correntes oceânicas (ex. peixes, mamíferos, lulas, etc...)

Outra divisão, para organismos pelágicos, pode ser feita em termos de tanhanho, de vírus a bactérias até baleias.

Zonas ecológicas verticais estabelecidas em função da penetração da LUZ. Zona Eufótica: Definida como a região onde a luz é suficiente para suportar o crescimento e a reprodução de produtores primários (fitoplâncton e macroalgas). A produção da fotosíntese excede o consumo (respiração). Zona Disfótica: Zona onde alguns peixes e invertebrados conseguem utilizar a visão, mas onde a luz penetra insuficientemente para que ocorra fotossíntese positiva (respiração > fotosíntese). Zona Afótica: Zona escura, profunda.

Temperatura Uma das propriedades físicas mais importantes do ambiente marinho, exerce influência em muitos fenômenos físicos, químicos, geoquímicos e biológicos. Pode controlar as taxas com que reações químicas e biológicas acontecem, como, por exemplo, taxas de metabolismo e de crescimento. Controla, em parte, a concentração de gases dissolvidos na água do mar, incluindo O 2 e CO 2 que estão profundamente ligados com processos biológicos.

Influencia distribuição de organismos marinhos: A) Pecilotérmicos (e.g. invertebrados, peixes) ou Homeotérmicos (e.g. mamíferos) B1) Euritérmicos: organismos que podem habitar ambientes com alta variação na temperatura (e.g. zonas entre-marés de ambientes temperados) B2) Estenotérmicos: organismos que habitam ambientes sujeitos a pouca variação de temperatura (e.g. recifes de corais). Espécies estenotérmicas de ambientes frios podem habitar amplas faixas dos oceanos. Assim, por exemplo, uma espécie pode estar presentes em áreas rasas do Ártico e zonas muito profundas (2000 3000m) em áreas Tropicais.

Salinidade Refere-se ao conteúdo de sais na água. Definida como ao peso total, em gramas, de sais inorgânicos dissolvidos em 1 kg de água do mar. Pode ser medida por condutividade elétrica, que aumenta com o aumento de sais. Esses sais são compostos principalmente por íons de sódio e cloreto. Entretanto outros elementos também são importantes: sulfato, magnésio, cálcio, potássio, bicarbonato, borato e estrôncio. As concentrações desses 10 elementos não são significativamente afetadas por reações biológicas e químicas, assim eles apresentam o que é conhecido como comportamento conservativo. Ou seja: a salinidade total pode variar, porém, as proporções relativas de cada um com relação ao total de elementos permanece estável bem como as proporções entre cada um desses íons. (exceção em estuários)

Isohalinas

Haloclinas

Principais Componentes 1- Fitoplâncton 2- Zooplâncton 3- Nécton 4- Bentos

1- O Fitoplâncton e a produção primária A grande maioria das plantas marinhas, responsáveis pela grande produção de oxigênio global, são organismos fitoplanctônicos: algas unicelulares. Algumas espécies podem ser coletados por meio de malhas finas, mas muitas dessas plantas microscópicas somente podem ser coletadas filtrando-se ou centrifugando-se consideráveis volumes de água. Existem também: - algas macroscópicas que flutuam em algumas áreas (ex. Sargassum) - algas bentônicas microscópicas e macroscópicas, que são limitadas a zonas de pouca profundidade. Aproximadamente 4000 sps conhecidas de fitoplâncton marinho.

Diatomácias

Dinoflagelados

Cocolitoforídeos

2- Zooplâncton Animais heterotróficos, estruturalmente e taxonômicamente muito diversos. Por definição, não são capazes de se movimentar contra corentes horizontasi, entretanto, muitos são capazes de migrações verticais. Principalmente herbívoros e carnívoros. Animais do zooplâncton podem ser divididos de acordo com o tempo de residência no plâncton: - Holoplanctônicos: permanentes - Meroplanctônicos: temporários (e.g. larvas e ovos de peixes, larvas de invertebrados bentônicos)

Holoplânctôn (permanente)

Meroplâncton (temporário)

Meroplâncton (temporário)

Distribuição vertical. - Pleuston e Neuston - Epipelágico: 0-200/300m profundidade - Mesopelágico: 200/300 1000m profundidade (tamanho maior)

Migração Vertical Diária Porque Migrar? 1. Reduzir a vulnerabilidade aos predadores visuais 2. Conservar energia 3. Para evitar o esgotamento de recurso alimentar na mesma área

Migração Vertical Sazonal

Picos alternados: Fito vs Zoo

3- Nécton Maior fração do nécton e composta por peixes, contudo, alguns crustáceos, lulas, serpentes marinhas, tartarugas marinhas, mamíferos marinhos, bem como, aves marinhas podem ser incluídas nesse compartimento.

Peixes Marinhos Maior e mais diversificado grupo de vertebrados marinhos. Taxonomicamente dividido em: - Classe Agnatha: Peixes primitivos sem mandíbula (e.g. lampreias) com cerca de 50 sps viventes - Classe Chodrichthes (elasmobrânquios): Peixes cartilaginosos e sem escamas (e.g. tubarões, raias) - Classe Osteichthes (teleósteos): Peixes com esqueleto ósseo e com escamas, compreeende a grande maioria de peixes viventes, cerca de 20.000 sps.

Migrações Devido a habilidade de locomoção, muitas espécies migram de uma área para outra, selecionando áreas favoráveis em termos de disponibilidade de alimento ou sítios de reprodução associados a diferentes fatores ambientais. Muitas sps realizam migrações oceânicas (100-1000 s km) outras realizam migrações da água doce para salgada ou vice-versa. - Anádramo: reproduzem em água doce, o juvenil migra para os oceanos onde passa a maior parte da vida e voltam para água doce para se reproduzir e desovar (ex. salmão) - Catádramo: espécies que se reproduzem nos oceanos mas, passam a maior parte da vida adulta na água doce.

Peixes podem ser classificados conforme o esquema abaixo:

Mesopelágico Batipelágico

4- Bentos Em comparação com a zona pelágica possúi uma heterogeneidade de habitats muito maior que podem diferir, por exemplo, em termos de profundidade, temperatura, grau de imersão, tipo de substrato, etc... Substratos consolidados (ex. rochas) são utilizados como meio de fixação para organismos sésseis como cracas, esponjas e mexilhões que mantém sua posição durante toda a sua vida adulta. Esses ambientes são comumente utilizados por animais com mobilidade como área de refúgio contra predadores. Substratos não consolidados (ex. areia, lama, silte) são ambiente tridimensionais, oferecendo alimento e abrigo para animais cavadores. Devido a essa diversidade de habitats fornecida pelos ambientes bentônicos, o número de sps bentônicas (estimada em + de 1.000.0000!)

Supralitoral Faixa restrita, acima do nível mais alto da maré, sujeita ao spray marinho. Imersa somente em grandes tempestades. Poucas espécies adaptadas a viver nesse ambiente.

Litoral (região entre-marés) Emersa na baixa mar e imersa na alta. Extensão depende da topografia e da amplitude da maré. Situada na zona fótica, algas bentônicas, bem como fitoplâncton estão disponíveis para consumo (organismos filtradores ou pastadores). Conseqüência disso é que suporta uma abundante e diversa fauna carnívora.

Sublitoral (infralitoral) Zona que começa no limite da maré baixa até a quebra da plataforma continental (aproximadamente 200m). Parte situada na zona fótica e parte na zona eufótica. Aumento da profundidade diminui os substratos consolidados e aumenta os não consolidados. Ocupa uma área aproximada de 8% do fundo oceânico.

Batial Zona afótica de 200m até 2.000-3.000m. Aproximadamente 16% dos fundos oceânicos. Abyssal De 2.000-3.000m até 600m. Maior região ecológica doas oceanos (cerca de 75% dos ambientes marinho bentônicos). Temperatura < 4oC. Hadal Muito profundas (6.000m 11.000m). muito pouco conhecida, relativamente poucas espécies descritas.

Plantas Bentônicas Uma variedade muito grande de plantas vivem fixadas a substratos consolidados ou sobre os sedimentos em regiões rasas. Todas, obviamente, restritas a áreas fóticas, ou seja as áreas litoral e sub-litoral. - Macrófitas: Mangues, gramíneas marinhas (seagrass), marismas (salt marshes). Todas essas angiospermas são altamente produtivas e contém uma grande proporção de material indigerível pela maioria dos animais marinhos. Entretanto produzem um grande quantidade de detrito que podem ser exportados para outros ambientes marinhos e esse detrito contribui significativamente para a produtividade da área costeira. - Micrófitas: plantas microscópicas (algas unicelulares) que vivem sob ou sobre o fundo, caracteristicamente representadas por espécies de diatomáceas, algas cianofíceas e dinoflagelados. Apesar do tamanho diminuto são altamente produtivas e importantes fontes de produção primária em zonas costeiras.

Animais Bentônicos Também chamados de zoobentos. Divididos essencialmente em duas categorias básicas: - Infauna: aqueles que vivem totalmente ou parcialmente nos sedimentos. -Epifauna: aqueles que vivem fixos ao substrato ou sobre os sedimentos.

Infauna

Epifauna

A composição e o número de organismos bentônicos em diferentes ambientes são determinados por uma combinação de fatores físico-químicos, geológicos e biológicos. Principais comunidades bentônicas: - Costões Rochosos - Praias Arenosas - Mangues - Pradarias de gramíneas marinhas - Florestas de algas - Estuários - Recifes de coral - Oceano profundo - Hydrotermal vents

O que acontece no oceano profundo?

O ambiente marinho, principais divisões e componentes.