¿Qué tiene el mar, que todo lo que trata o nace de él resplandece de sabiduría?
José Martí
A los especialistas y trabajadores de las instituciones vinculadas a las ciencias marinas y a la educación ambiental.
A los hombres de mar que con su sabiduría popular enriquecen los resultados de la ciencia.
A los educadores ambientales que consolidan el Programa Conozcamos el Mar del Acuario Nacional de Cuba.
Durante muchas décadas ha habido claridad para promover el desarrollo de una conciencia ambiental. Paralelamente y de igual importancia han sido las múltiples y meritorias acciones encaminadas a tales fines, a pesar de lo mucho que queda por hacer.
Como era de esperar, en el archipiélago cubano se tienen presentes tales esfuerzos debido a las condiciones geográficas que posee y al hecho de que todos sus pobladores viven en la zona costera.
Ante esto, los asuntos ambientales en general y los del “mundo azul” en particular, han estado muy presentes para que las generaciones venideras puedan disfrutar de todos sus impresionantes y valiosos recursos.
El sistema nacional de enseñanza consolida sus programas en los distintos niveles educacionales. Las instancias de gestión y control ambiental diseñan, conciben y actualizan permanentemente las estrategias a seguir. La Constitución de la República de Cuba marca pauta para que se instrumenten herramientas jurídicas precisas y la comunidad científica, como complemento a su labor diaria, se convierte en un grupo de verdaderos educadores ambientales. Todos en conjunto persiguen un único objetivo: cumplir tales compromisos de cara al futuro.
Surgió entonces la idea, los científicos deben participar con entusiasmo, ética y profesionalidad en novedosos programas de popularización de sus resultados y todos, de una u otra forma, abrazaron la brillante iniciativa: Conozcamos el Mar.
Editor científico
Afirmar que el hombre carece de preparación para vivir fuera de su medio y en particular, bajo el agua, no constituye error alguno, a menos que este se auxilie de modernas y costosas tecnologías para lograr tales empeños. Por ello ha tardado mucho más tiempo en conocer los secretos del mar, sobre todo si se tienen en cuenta sus descubrimientos acerca de los fenómenos terrestres.
Entre 1872 y 1876 un grupo de científicos británicos realizaron, a bordo de la corbeta HMS Challenger, un viaje por los mares del mundo. Para sus investigaciones iban equipados de largos cables de acero, cientos de litros de conservantes y miles de frascos de cristal.
Desde las primeras expediciones colectaron más de 4 000 especies marinas hasta ese momento desconocidas y recopilaron muchas observaciones sobre la temperatura, las corrientes y la topografía de los fondos de las principales cuencas oceánicas. Esto constituyó, sin duda alguna, el nacimiento de la Oceanografía, ciencia independiente que se vincula íntimamente a la Física, la Química, la Geología, la Geofísica y la Biología. Por ello en la actualidad se utilizan indistintamente los términos de Oceanografía Física, Química y Biológica.
Fue a partir de la expedición del Challenger que comenzó el avance de las investigaciones en los océanos y es de suponer que así continúe en las próximas décadas, probablemente con mayor alcance si se tienen en cuenta los actuales medios de observación, computación y registros de datos, los que permiten recopilar en breve tiempo más información que la obtenida por el Challenger y otras expediciones que le precedieron.
El mundo continuó desarrollándose, y en el pasado siglo xx la interrelación hombre-océano inició una etapa totalmente definitoria debido al peligro potencial que acecha al mar y sus recursos. En los últimos decenios comenzó a marcarse, cada vez más, la necesidad de estrechar las relaciones entre las ciencias marinas y sociales; y por sobre todo, el reforzamiento de los vínculos entre científicos, planificadores, administradores, políticos y ciudadanos en beneficio de la humanidad.
La comunidad científica contemporánea está comprometida a reconocer el aporte de relevantes figuras cuya cita sería interminable; sin embargo, es imprescindible mencionar al Dr. Darío Guitart Manday, profesor de varias generaciones de biólogos cubanos, pues él consolidó junto a otros muchos prestigiosos especialistas, los conocimientos científicos acerca de los mares, las costas del archipiélago y todos sus recursos, a partir de la segunda mitad del siglo pasado.
En la actualidad, las ciencias marinas están sensibilizadas con la contribución al conocimiento científico y popular del impresionante “mundo azul”, este es, precisamente, el objetivo del libro para que todos los ciudadanos, sin distinción de edad, nivel educacional y cultural, incentiven su amor y sus acciones hacia la protección de los océanos, y se fomente con mayor fuerza la responsabilidad individual y colectiva dirigida a conservarlos en beneficio de las nuevas generaciones.
No estaría completa esta introducción si se obviara el reconocimiento especial que merece la indiscutible contribución de los hombres de mar, estos que con gran sencillez y dedicación, con su sabiduría popular, han sustentado los resultados científicos de técnicos e investigadores, solo a ambos en conjunto pertenecen el éxito y la utilidad que podría tener esta obra.
Los cosmonautas siempre han expresado que desde el espacio el planeta se observa intensamente azul y esta percepción se debe a que gran parte de la superficie del planeta está cubierta por cuerpos de agua, y de esta la mayor corresponde a los mares y océanos (Fig. 1).
Fig. 1. Esquema de distribución de tierras y mares.
Tampoco cabe duda de que esto motivó, desde la época primitiva, que el hombre hiciera uso de los recursos acuáticos para satisfacer parte de sus necesidades, que sus primeras y rudimentarias herramientas se destinaran a la extracción de alimentos de los ríos y mares, y que hoy se vea como sus pequeñas y simples estructuras de navegación han dado origen, con el paso de los años, a la poderosa y calificada industria mercante y pesquera que cuenta con tecnologías de avanzada.
Otras muchas actividades vinculadas a los océanos se han generado a ritmos sin precedentes, valga citar como ejemplo la extracción de petróleo, arena y de otros minerales, y como colofón el desarrollo de una industria turística que complementa el bienestar del hombre a partir del uso de las hermosas playas y zonas costeras.
El mar es el hogar de gran variedad de especies y los reportes científicos indican que, de los 33 grupos zoológicos del planeta, 32 están muy bien representados en el mar, la única excepción es el grupo de los insectos. Se conoce, además, que 15 de estos grupos son exclusivamente marinos, lo que consolida el concepto de que el mar es la cuna de la amplia diversidad biológica del planeta.
El avance de las ciencias marinas ha permitido que, recientemente, se descubrieran nuevas formas de vida asociadas a volcanes submarinos, con ello se enriquecen las hipótesis asociadas al origen de la vida en el mar.
Si se le preguntara a cualquier persona ¿qué es para usted el mar?, probablemente las respuestas inmediatas serían: los peces, la recreación, la práctica de deportes náuticos, las vacaciones, o quizás el disfrute de una puesta o salida del Sol. Sin embargo, estas respuestas de enfoques sicológicos, estéticos o incluso espirituales son totalmente insignificantes, si se tienen en cuenta los increíbles valores ecológicos, económicos y sociales que poseen los mares y océanos.
El hombre siempre se ha preguntado acerca del origen del mundo en que vive, de su forma y de cómo fue creado, y está claro que durante siglos le fue imposible responder a semejantes cuestionamientos debido al mínimo de conocimientos que poseía. Por lo tanto, tardó mucho el descubrimiento de tales enigmas, lo que dio paso a múltiples y fantásticas concepciones que subsistieron durante siglos.
Una de ellas surgió en la India y refería la consabida idea de que el mundo, es decir, el planeta era plano y que estaba sostenido por cuatro enormes elefantes que, a su vez estaban sobre una gran tortuga. Otros argumentos proceden de la mitología griega, de ahí la idea de que el planeta estaba sostenido por el gigante Atlas, castigado por su rebelión contra el dios Zeus. Y por supuesto, también debe mencionarse la concepción bíblica de la creación del mundo por Dios, a partir de la nada.
Pero el hombre ha incrementado los conocimientos científicos y con ello ha desplazado todos los ámbitos especulativos de antaño, al aportar valiosas hipótesis para desarrollar sus propios criterios.
Respecto al nacimiento del planeta, la hipótesis más acertada se vincula al surgimiento del universo bajo la llamada Teoría del Big Bang o Gran explosión. Esta comenzó a reafirmarse en la década de los años cuarenta del pasado siglo.
De manera muy resumida se basa, fundamentalmente, en acontecimientos y fenómenos físicos relacionados con la expansión del universo, en la relativa presencia de concentraciones de hidrógeno y helio existentes, las impresionantes radiaciones térmicas imperantes y en las masas de sólidos y gases en constantes y fuertes movimientos.
Luego de cientos de millones de años, el choque entre las partículas y todos los elementos que intervenían en el universo comenzaron a disminuir, comenzó entonces a descender gradualmente las altas temperatura y a hacerse menor la velocidad de expansión de la materia presente, lo que originó las galaxias, las estrellas, los planetas y todo el conjunto de cuerpos celestes.
Comenzaron a diferenciarse, como parte de los fenómenos físicos concurrentes, la fuerza de gravedad y las fuerzas nucleares por solo citar los principales, creándose las condiciones para que la materia acumulada en el espacio hiciera nacer al sistema solar que incluye al planeta Tierra, el cual junto a otros, gira alrededor del Sol.
Los impactos espaciales se mantenían e incidían continuamente sobre el naciente planeta, el que a su vez presentaba permanentes fenómenos volcánicos. Bajo estas condiciones se liberaban constantemente grandes cantidades de vapor de agua, anhídrido carbónico, metano, amoníaco y otros gases, a una atmósfera que estaba en plena formación.
En esos momentos el agua, imprescindible elemento para la vida, solo existía en estado de vapor y amplias y densas nubes cubrían el planeta, esto favoreció el enfriamiento de la corteza terrestre, así como el inicio y la continuidad del nacimiento de la incipiente atmósfera.
Durante miles de millones de años el primitivo planeta Tierra continuó enfriándose, interna y externamente hasta que llegó el momento en que los vapores y gases imperantes comenzaron a precipitarse en forma líquida, llenando las cuencas y grietas presentes en su corteza y creando los cuerpos de agua que dieron origen a los océanos hace aproximadamente más de 4 500 millones de años. Un millón de años después aparecieron las primeras formas de vida en condiciones ambientales muy distintas a las actuales.
En resumen, actualmente la ciencia acepta que las permanentes acciones volcánicas y las consecuentes concentraciones de vapor saturaban la atmósfera primitiva, ello provocó las intensas lluvias que formaron los ríos, mares y océanos.
Estaban creadas las condiciones para el origen de la vida y es de esperar que existan también diversas hipótesis. Entre ellas, dos son las más recurrentes: una asociada al origen extraterrestre y la otra, al origen terrestre; o lo que es lo mismo, que la vida llegó al planeta desde el espacio circundante o que esta se creó en el propio planeta respectivamente.
La primera está muy cuestionada por la ciencia y se basa en que la vida surgió a partir de moléculas presentes en las nubes del espacio, las que llegaron por la acción de cometas, meteoritos y otros cuerpos del universo al chocar estos continuamente con el primitivo planeta. Esto se ha pretendido sustentar con el descubrimiento de determinadas moléculas presentes en cometas y meteoritos que han caído en distintas regiones geográficas; sin embargo, también ha quedado claro que estas moléculas se consideran totalmente exóticas y diferentes a las existentes en la actualidad.
Ante esto no puede perderse de vista el enorme calor que desprenden estas grandes colisiones, poniéndose en duda la posibilidad de que la vida se generara a partir de estos primitivos microorganismos que, supuestamente, existían en aquellos cuerpo celestes, luego de tales impactos.
Como consecuencia de estos y otros muchos razonamientos la segunda explicación, relacionada con el origen terrestre, comenzó a tener mayor validez para los científicos desde las primeras décadas del siglo pasado, por lo que hoy la teoría formulada por el bioquímico Alexander Oparin en 1922 es la más aceptada.
Oparin planteó que la vida celular estuvo precedida por un complejo e intenso proceso químico que, bajo las condiciones imperantes, hicieron surgir moléculas capaces de reproducirse y de metabolizar.
Este científico argumentó fehacientemente que, los gases de carbono, hidrógeno y nitrógeno de la atmósfera primitiva, sometida a las fuertes y continuas descargas eléctricas, dieron paso a la formación de las primeras moléculas orgánicas o aminoácidos que en un medio muy propicio, por la presencia de grandes concentraciones de vapor de agua y posteriormente por las intensas lluvias, se diseminaron, combinaron y recombinaron mediante un proceso multiplicador dando origen a las primeras formas de vida: los llamados protobiontes o coacervados, capaces de asumir funciones metabólicas incluyendo la reproducción (Fig. 2).
Fig. 2. Esquema de las condiciones imperantes en el planeta primitivo
y el origen de los coacervados.
Para vivir, las primeras células procariotas no requerían oxígeno, por tanto estas dependían de las descargas eléctricas para obtener su energía. En la actualidad se sustenta que estas células procariotas eran similares a las actuales bacterias anaeróbicas (bacterias que no requieren oxígeno para vivir).
Cientos de miles de años después apareció el oxígeno en el planeta dando paso al desarrollo y la diversificación de organismos vivos capaces de fotosintetizar. Estos fueron las llamadas cianobacterias o algas verde-azules (procariotas aeróbicas) que sí requerían oxígeno para vivir.
Los estudios de los fósiles más antiguos indican que estos provienen de rocas marinas e incluyen microorganismo que existían en el antiguo océano, y que los organismos actualmente vivientes con mayores semejanzas a estas antiguas formas asociadas a los fósiles son las archaeabacterias.
Recientes descubrimientos que se tratarán más adelante revelan la existencia de organismos similares a estos, que junto a otros viven hoy en las áreas circundantes a las fracturas del fondo oceánico, las llamadas fuentes hidrotermales profundas o fumarolas oceánicas, donde las temperaturas son extremadamente altas.
Durante miles de millones de años la vida continuó su evolución microscópica en todos los depósitos de aguas del primitivo planeta y las células procariotas originaron las eucarióticas, estas últimas son células con núcleos organizados y presencia de ADN, que constituye el material responsable de aportar los caracteres de origen a las nuevas células. De esta manera continuó el proceso evolutivo que dio origen a los protozoos y los metazoos, con funciones de locomoción y reproducción, así como a los animales y plantas de hoy, siempre teniendo presente los cientos de miles de años transcurridos.
La ciencia ha aportado evidencias para aceptar que luego del enfriamiento de la corteza terrestre primitiva, la formación de la atmósfera y el nacimiento de los océanos, surgió la vida en el planeta y comenzó la diferenciación de los primeros grupos de organismos vivos, inicialmente invertebrados, muchos de ellos desaparecidos, pero presentes gracias a los testimonios de los fósiles, como es el caso de los fósiles de medusas encontrados en 1947 en Australia.
Por lo anterior, es necesario hacer un breve paréntesis para reconocer el trabajo científico vinculado a la conservación de estos fósiles, el de las valiosas colecciones, los museos e instituciones científicas (Fig. 3). Estos, mediante su labor, atesoran fondos de especies y ejemplares con exhaustiva clasificación, correcta denominación científica y común, ordenados atendiendo a los grupos zoológicos y botánicos al que pertenecen, y entre otras muchas acciones se complementan con valiosa información histórica, geográfica y ecológica. La información se registra en catálogos, tarjeteros y en la actualidad mediante las modernas técnicas automatizadas con valiosas bases de datos interrelacionales, disponibles para la comunidad científica nacional, regional e internacional.
Fig. 3. Las colecciones científicas atesoran en sus fondos muestras
de organismos de todos los grupos de animales, plantas y fósiles.
Son fuente de consulta para el conocimiento y la actualización
de los inventarios de la biodiversidad.
Un paso trascendental en el desarrollo de los organismos primitivos fue la creación de tejidos duros para el sostén y la protección de sus cuerpos. Al principio fueron esqueletos externos (exoesqueletos), hoy comúnmente conocidos como conchas y carapachos. Posteriormente aparecieron los esqueletos internos (endoesqueletos). En este último caso, los primeros vertebrados fueron los ostracodermos, que eran peces muy primitivos de talla promedio de 30 cm y carecían de aletas, la gran cabeza estaba cubierta de placas y el endoesqueleto presentaba columna vertebral cartilaginosa (Fig. 4).
Fig. 4. Esquema general de la filogenia de los ostracodermos.
Estos peces se diversificaron dando paso a los placodermos, pero algunos de mayor talla evolucionaron hacia los peces actuales de esqueleto cartilaginoso: los tiburones y rayas. Otros dieron origen a los peces de esqueletos óseos (pargos, atún, jurel, etcétera).
En aquellos inicios la vida solo estaba presente en los cuerpos de agua del naciente planeta, y no podía ser de otra forma debido a la existencia de las fuertes radiaciones ultravioletas del Sol, las que impedían la vida de los organismos en la superficie terrestre.
Pero al llegar el momento en que las células vegetales, por la presencia de oxígeno en el planeta, tuvieran las condiciones para realizar la fotosíntesis, este proceso generó (y genera) la liberación de grandes cantidades de oxígeno, formándose la capa de ozono con la cual el planeta comenzó a protegerse de las altas radiaciones solares. En tales condiciones algunos vegetales comenzaron a colonizar las orillas de las cuencas y algunos invertebrados iniciaron el camino de la adaptación a la vida terrestre.
En medio de grandes cambios climáticos, los animales capaces de respirar el oxígeno del aire se desplazaron hacia las porciones sólidas del planeta, un grupo de peces se transformaron dando origen a los anfibios y las fuertes aletas de otras especies dieron paso a extremidades más perfeccionadas (patas). Internamente también se suscitaban múltiples cambios y la vejiga natatoria evolucionó como pulmón.
El surgimiento, desarrollo y evolución de los seres vivos en el planeta ha sido un proceso totalmente continuo y ha estado sustentado por el desarrollo científico, factor decididamente clave para conocer el origen del planeta, el nacimiento de la vida en los océanos y el paso de la diversidad biológica primitiva a la actual, a lo largo de cientos de miles de millones de años.
Esta espléndida explosión de vida impone una responsabilidad para todos los ciudadanos del mundo moderno, se trata de lograr que la diversidad biológica pueda ser conservada, evitando por todos los medios y con acciones precisas que se incrementen las listas de organismos en extinción e incluso en relativo peligro de desaparecer.
Era de esperar que el Caribe, y en particular el archipiélago cubano, también fueran testigos y parte de las transformaciones del planeta a lo largo de todo este tiempo, incluyéndose como parte de las transformaciones a sus biotas, es decir los organismos vivos.
Sumergido en sus inicios, el archipiélago cubano fue emergiendo paulatinamente hasta llegar a su estructura actual, y los cambios en apariencia, a lo largo de más de 23 000 millones de años, hacen difícil precisar la porción terrestre exacta y la ubicación geográfica que propició su origen.
Las investigaciones geológicas y paleontológicas indican un importante vínculo de este archipiélago con las masas continentales de América del Norte, América del Sur y África, que inicialmente no constituían fragmentos independientes. Esto se ha corroborado mediante la información aportada por muestras obtenidas que datan de más de 885 a 965 millones de años. Estas se encuentran formadas por una mezcla de sedimentos jóvenes con arena y grava procedente de la erosión de los macizos de estos continentes, en el período Jurásico y Cretácico.
El nacimiento del archipiélago cubano, de forma general, puede resumirse:
• En el período Triásico hubo una depresión intracontinental, extendida desde el Mediterráneo europeo hasta el Atlántico norte, comunicándose con el Océano Pacífico a través del Mediterráneo americano.
• En el Jurásico la depresión evolucionó hasta constituir un verdadero océano.
• En el Cretácico inferior ocurrió la separación de Sudamérica y África, dando lugar al Atlántico sur.
Estos eventos geológicos se reflejaron en los territorios continentales situados en los límites de los océanos primitivos y en el primitivo archipiélago cubano (donde se incluye Proto-Cuba).
En sus inicios, el archipiélago estuvo formado por islas volcánicas; sin embargo, en forma no se diferenciaba mucho de lo que es hoy, aunque se extendía hacia el sur con una periferia meridional de características peculiares debido a una depresión marina semejante al Canal Viejo de las Bahamas, limitado al sur por bajos y arrecifes de promontorios alargados.
La formación de Cuba y de su plataforma insular en su aspecto actual es un fenómeno relativamente joven, si se compara con otras regiones geográficas (data solo de un millón de años atrás a partir del Meioceno).
El archipiélago cubano (Fig. 5):
Fig. 5. Características principales del archipiélago cubano.
• Está ubicado al noroeste del mar Caribe, entre América del Norte, América Central y América del Sur.
• Exactamente se encuentra entre los 19º49´36´´ y 23º17´07´´ de latitud norte, y los 74º07´52´´ y 84º57´54´´ de longitud oeste.
• Presenta cuatro vías de interconexión: el Canal de Yucatán, el Estrecho de la Florida, el Canal Viejo de Bahamas y el Paso de los Vientos.
• Está integrado por la Isla de Cuba, la Isla de la Juventud y más de 4 000 cayos y cayuelos.
• La longitud total de sus costas supera los 6 000 km y la superficie es de 110 860 km².
• Posee una plataforma insular de aguas someras con 6 m y 8 m de profundidad media, y planicies submarinas que abarcan un área aproximada de 67 832 km².
• La longitud de la Isla de Cuba es de 1 200 km con un ancho máximo de 191 km (región oriental) y un mínimo de 31 km (región occidental). Por lo anterior, el espacio costero es prácticamente toda la isla, por ello su población también es eminentemente costera, conceptos que se deben tener muy en cuenta para profundizar en los conocimientos del mar.
• Entre los accidentes geográficos principales posee las bahías: Nipe, Nuevitas, Cienfuegos, La Habana, Matanzas, Santiago de Cuba, Bahía Honda, Cabañas, Mariel, Puerto Padre, Banes y Guantánamo; y los ríos de mayor caudal son Toa, Cauto, Sagua la Grande, Zaza y Caonao.
Desde que aparecieron los primeros organismos vivos en el planeta, se inició un proceso de interacción permanente entre los llamados elementos bióticos (organismos vivos) y los elementos abióticos, que son los factores físicos y químicos circundantes. Esto tiene gran importancia para comprender la historia de la biosfera, estrechamente ligada a la historia de la corteza terrestre, para cuyo estudio los geólogos han dividido el tiempo en diferentes eras que conforman el esquema explicativo de la evolución de la vida.
Por tanto, es necesario dedicarle un breve espacio a la llamada “cara oculta de la Tierra” para conocer los grandiosos paisajes de montañas, volcanes, llanuras, altas montañas, catedrales submarinas, espléndidos valles y abruptas fosas marinas, todos ellos claves para comprender la verdadera historia de la Tierra.
Existe el llamado manto superior del planeta, que tiene un espesor aproximado de 700 km con particularidades en su composición química y sus estructuras físicas. A medida que se profundiza en este manto se incrementa la temperatura, y a partir de 100 km de profundidad las altas temperaturas propician que los materiales terrestres tengan determinada fluidez, lo que permite su deslizamiento por las presiones de la capa convergente superior y crea una diferencia entre los fondos marinos y los continentes.
Los geofísicos fueron los más asiduos críticos de la importante hipótesis de deriva continental, hoy la más contundente. En la década de los años 30 del pasado siglo se fundamentó la relación entre los procesos sísmicos y los continentes, y paralelamente se resaltaba que las zonas de alto riesgo sísmico no estaban distribuidas de manera uniforme en el planeta, sino que se alojaban en fajas más o menos continuas asociadas a algunos márgenes continentales.
Después de la Segunda Guerra Mundial, al iniciarse el desarrollo de la Oceanografía, se conoció la presencia de enormes cadenas montañosas submarinas, en medio del Atlántico norte estas se levantaban a más de 2 000 m de altura sobre abismos de más de 4 000 m de profundidad.
Posteriormente se consolida la hipótesis de la deriva continental, basada en la topografía de los océanos, se explica entonces que las rocas de los fondos marinos estaban firmemente ancladas al manto donde se encontraban y que, cuando dos enormes masas de manto se apartaban surgían de las profundidades terrestres material fundido a manera de cadena volcánica que rellenaba el espacio de la separación de los fondos oceánicos.
El razonamiento explica cómo se evitaba el crecimiento indefinido del planeta, por ello es necesario que en alguna parte fuera consumido este material y se identificó que esto ocurría en las profundas fosas oceánicas que bordeaban a algunos continentes y arcos de islas.
En los años de la década de los sesenta se consolidaron estas hipótesis, además se reportaron las anomalías de las mediciones magnéticas de los fondos marinos al sur de Islandia, las cuales coincidían con los patrones simétricos del eje de la cadena montañosa de los fondos marinos. En síntesis, de esta manera quedó definido que las anchuras de las franjas magnéticas debían corresponderse con la velocidad de separación de las placas internas del planeta, surgió así la llamada Teoría de la Tectónica de Placas.