Evaluación del agua de mar como posible componente en cultivos in vitro en vegetales (página 2)

• El estándar mínimo del agua
  necesaria para la elaboración de los medios de
  cultivo es el agua
  bidestilada, aunque es preferible el agua tridestilada o
  bien  desionizada y después
  bidestilada.
• Los sistemas de
  filtración modernos (por ej., Millipore,.suelen incluir
  una filtración por carbón, una
  desionización de alta calidad y una
  filtración. Este tipo de agua suele ser de una calidad
  suficientemente alta para un cultivo celular.
• Las botellas o frascos para contener medio deben ser
  del tipo fabricado por Schott o Pyrex (disponibles por la
  mayoría de los suministradores de material para cultivo
  celular), con marcas
  indicadoras del contenido y tapas de rosca para boca
  ancha.

• Las botellas no deben tener ningún resto de
  detergente; el vidrio se debe
  lavar con un detergente adecuado y debe aclararse numerosas
  veces con agua destilada/desionizada.
• Es necesaria una cabina de flujo laminar para cultivo
  celular con frontal abierto, particularmente para la
  filtración de medios en polvo, que permita un
  fácil acceso a la zona de trabajo.

La técnica logra que un cierto agrupamiento no
organizado de células,
denominado callo, crezca en la superficie de un medio de cultivo
sólido. Las fuentes de los
tejidos
incluyen generalmente partes vegetativas embrionarias y de las
semillas, a veces partes maduras o también tejidos
reproductores como los óvulos.

CULTIVO SUSPENDIDO DE CÉLULAS. Las células
vegetales y los agregados de células, generalmente
originados en el cultivo de un callo, se duplican en un medio
líquido de crecimiento, en un recipiente agitado para
suministrar oxígeno
disuelto y para romper el agrupamiento de
células.

CULTIVO DE ÓRGANOS. Los órganos vegetales,
tales como las raíces, los brotes, los embriones, las
anteras, los ovarios y los óvulos, se duplican en un medio
sólido de crecimiento o sobre una superficie sólida
conectada por medio de una mecha a un recipiente conteniendo un
medio líquido de crecimiento. La mecha trabaja por
capilaridad, enviando nutrientes a la superficie
sólida.

CULTIVO MERISTEMATICO. Se colocan partes o puntas de
meristermas, o sea puntas de brotes, en un medio sólido de
crecimiento. Se pueden así generar plantas
individuales (alejadas de riesgos
naturales) o un elevado número de brotes, cuyo cultivo se
continúa luego en medios de arraigo.

CULTIVO DE PROTOPLASTOS. Los protoplastos son
células sin paredes, pero con la membrana
plasmática celular que encierra al núcleo y al
citoplasma. Se las aísla a partir de los tejidos
mesofílicos de la hoja, el tejido de la raíz o el
cultivo suspendido de las células.

Ellos se cultivan en un medio líquido,
permitiendo con ello primero la manipulación de los
protoplastos desnudos y luego la regeneración de la pared
celular antes inhibida. Ya modificados, se los transfiere a un
medio de crecimiento sólido para obtener el crecimiento
del callo y la regeneración de la planta.

Para los ensayos
científicos de cultivos de células y tejidos, los
medios sólidos se suelen adquirir de laboratorios de
biotecnología especializados.

En general estas técnicas
aceleran el período de evolución de las plántulas, evitan
las enfermedades y
controlan las mutaciones. Como todas las plantas son clones, se
garante uniformidad en cultivos industriales, bosques, etc. A
veces se buscan plantas mutantes con una serie de cualidades
deseables, para lo cual el espacio necesario es
reducido.

Un solo frasco con suspensión de células
de trigo alberga unos 40 millones de plantas, o sea 3,2
hectáreas a campo abierto. Con 35.000 frascos, que se
pueden hacer atravesar fronteras sin temor a la
propagación de pestes, se dispone deIN enormes estancias
en un solo cuarto.

1. Composición de medios
   cultivo.

Para cultivar células in vitro, el ambiente debe
ser lo más parecido posible al esperado in vivo. Son
factores ambientales importantes el substrato sobre el que crecen
las células, el medio que rodea a las células y la
temperatura.

La composición completa de un medio que permita
el crecimiento en cultivo de células de mamífero
puede parecer muy complejo y el número de los distintos
medios disponibles puede resultar intimidatorio pero,
básicamente, cualquier medio de cultivo está
constituido por:

• Un medio nutriente mínimo tamponado e
  isotónico que contiene sales
  inorgánicas
• Una fuente de energía y
  aminoácidos
• Además de varios suplementos.

Para la mayoría de las líneas celulares
los suplementos relativamente pocos, el principal de los cuales
es el suero o un sustituto del suero.

1. Contaminación de medios de
   cultivo.

Uno de los principales problemas que
afectan la técnica del cultivo in vitro de tejido es
la
contaminación, particularmente de tipo
endógena, ocasionada por hongos y bacterias.
Estos microorganismos al encontrarse en el interior del tejido
(vasos conductores o espacios intercelulares), hacen sumamente
difícil la esterilización del material
vegetal.

Son escasos los trabajos sobre la contaminación de explantes sembrados in
vitro causada por bacterias. Numerosos investigadores no
mencionan en la descripción de sus técnicas los
problemas ocasionados por la contaminación bacteriana en
el desarrollo de
ciertas especies vegetales sembradas in vitro, siendo ésta
la causa de numerosos fracasos.

Algunas plantas parecen estar más predispuestas
que otras a albergar bacterias latentes en el interior de los
tejidos. Los ápices caulinares de Hortensia están
poco protegidos, corriéndose el riesgo de entrar
en contacto con la flora bacteriana, la cual es difícil de
eliminar sin dañar el meristema. En musáceas
susceptibles a ciertas especies bacterianas, entre ellas
Pseudomonas solanacearum, causante del hereque o moko bacterial
del banano, las bacterias sobreviven en asociación con el
huesped, siendo incapaces de persistir en estado libre
en el suelo por
períodos extensos e impiden el desarrollo del explante in
vitro. Se debe tomar en cuenta la ubicación del explante
en la planta, el cual es capaz, según la especie, de
alojar una flora bacteriana abundante. Las musáceas no
escapan de este problema y la alta tasa de contaminación
bacteriana de tipo endógeno presente en los tejidos
internos de los explantes, posiblemente se deba a la
posición subterránea del tallo o cormo.

1. Agua de
   mar.

El agua de mar es una solución acuosa en la que
se encuentran disueltos una variedad de sólidos
(sales principalmente) y gases
atmosféricos, sumándose también a los
anteriores materiales
sólidos suspendidos del tipo orgánico e
inorgánico. Junto con los anteriores, forman parte
también de esta solución acuosa algunos organismos
microscópicos vivos vegetales conocidos como fitoplancton
y animales
(zooplancton), los que junto con poblarla, participan de su
composición actuando sobre las concentraciones de las
sustancias disueltas o suspendidas.

Tabla : Constituyentes Principales del
Agua de Mar

En virtud de la abundancia con que se hallan presentes
en el agua de mar, las sales disueltas descritas en la
Tabla anterior se reconocen como "constituyentes
principales" mientras que otras, que lo están en
cantidades mas pequeñas, se denominan "constituyentes
secundarios" y son parte de ello los nutrientes (ej. nitrato
NO3-, fosfato PO4-,
nitrito NO2-, silicato Si(OH) 4
y amonio (NH4+) ).

Los constituyentes principales figuran como iones
metálicos y iones básicos en porcentajes expuestos
en la Tabla, en tanto que los "constituyentes secundarios" no
superan el 0,025% de los primeros, a pesar de lo cual juegan un
importante rol en relación con la actividad
biológica del mar.

2.1 Características
generales.

Algunas de las características particulares que
presenta el agua de mar son:

• Alcalinidad: El agua de mar tiene un grado de
  acidez (pH) que
  fluctúa entre un valor de 7.6
  y 8.4, lo que le confiere cierta propiedad
  alcalina.

• Compresión (reducción de
  volumen por
  efectos de presión): El agua de mar tiene una
  pequeña, pero finita compresibilidad la cual
  varía tanto con la salinidad como con la
  temperatura.

A modo de poder
ejemplificar lo anterior, a continuación se entregan
algunos porcentajes de reducción de volumen que presenta
el agua de mar bajo una presión de 100 bares
(equivalente a una profundidad de 1000 metros) a varias
temperaturas y salinidades.

• Conductividad eléctrica: la capacidad
  de conducción de la electricidad a
  través del agua de mar se ve aumentada bajo la
  influencia de la presión ejercida por la columna de agua
  (presión hidrostática).

Por ejemplo, para una salinidad de 35%o y una
temperatura de 15°C, el porcentaje de incremento (comparado
con la presión atmosférica) experimentado por la
conductividad varía entre 1.008 (a 100 metros de
profundidad) y 7358 (a 1000 metros de profundidad).

• Punto de congelación: Se entiende por
  el punto (temperatura) en la cual el agua de mar se congela y
  cuya variación dependerá de la
  salinidad.

2. Propiedades químicas.

Las principales propiedades químicas del agua de
mar son la salinidad, la clorinidad y el pH.

La salinidad es una de las características
que más interesa estudiar al oceanógrafo, sea
químico, físico o biólogo. Esta propiedad
resulta de la combinación de las diferentes sales que se
encuentran disueltas en el agua oceánica, siendo las
principales los cloruros, carbonatos y sulfatos. Se puede decir
que básicamente el mar es una solución acuosa de
sales, característica que le confiere su sabor.

De estas sales, el cloruro de sodio, conocido como sal
común, destaca por su cantidad, ya que constituye por
sí sola el 80 por ciento de las sales. El restante 20 por
ciento corresponde a los otros componentes.

Conforme los primeros investigadores se dieron cuenta de
que las proporciones de algunas de estas sales se
mantenían aparentemente constantes en las muestras de agua
marina, surgió la necesidad de hacer uniformes y
comparables entre sí las distintas medidas de salinidad de
los diferentes mares y ello obligó a los
oceanógrafos
químicos a proponer una definición de la misma:
"Salinidad es la cantidad total en gramos de las sustancias
sólidas contenidas en un kilogramo de agua del mar." Se
representa en partes por mil, y se encuentra en los
océanos como salinidad media la de 35 partes por mil, o
sea que un kilogramo de agua de mar contiene 35 gramos de sales
disueltas.

La clorinidad se define como: "La cantidad total de
gramos de cloro contenida en un kilogramo de agua del mar,
admitiendo que el yodo y el bromo han sido sustituidos por el
cloro." Esta clorinidad así definida es más
sencilla de determinar por análisis químico y permite calcular
la salinidad hasta con una precisión de dos
centésimas de gramo.

La relación entre la clorinidad y la salinidad se
ha establecido para los diferentes mares y se han elaborado las
tablas correspondientes basadas en las Tablas
Hidrográficas de Knudsen que permiten pasar
rápidamente de la clorinidad a la salinidad, calculando
únicamente la clorinidad y sumándole una cantidad
que ha sido determinada por la Comsión
Internacional.

Existen otros métodos
para determinar la salinidad de los mares, que dan valores
aproximados apoyados en las propiedades físicas del agua
del mar como la densidad, el
índice de refracción, la conductividad
eléctrica y la temperatura de congelación; cada uno
de ellos ofrece sus ventajas y sus inconvenientes.

La salinidad interviene directamente sobre las
características fsicoquímicas del agua del mar
relacionándose con la temperatura, la densidad y el pH;
caracteriza las masas de agua oceánicas e influye en la
distribución de los seres vivos, ya que sus
estructuras y
funcionamiento están íntimamente ligados a las
variaciones de la salinidad.

Otro de los factores que quieren de un mayor estudio es
el pH, es decir, la relación entre la concentración
de iones hidrógeno (H+) y oxhidrilos
(OH-) que le confiere las características de
alcalinidad o de acidez a una solución. El agua
oceánica es ligeramente alcalina, y el valor de su pH
está entre 7.5 y 8.4 y varía en función de
la temperatura; si ésta aumenta, el pH disminuye y tiende
a la acidez; también puede variar en función de la
salinidad, de la presión o profundidad y de la actividad
vital de los organismos marinos.

El valor del pH es un dato de importancia en la
oceanografía química desde
cualquier punto de vista que se considere, por lo que se ha hecho
clásica la técnica de su registro en las
naves científicas y en los laboratorios en tierra, a la
vez que se toman otros datos de
importancia, tales como temperatura, salinidad, oxígeno
disuelto etcétera, pudiéndolo medir por
métodos colorimétricos casi ya no utilizados en la
oceanografía química o por métodos
eléctricos al aplicar el potenciómetro, resultando
más precisos.

Las medidas del pH no pueden hacerse con facilidad in
situ, sino atendiendo a la presión atmosférica,
lo que produce errores, por ser diferentes las presiones
parciales del bióxido de carbono en la
atmósfera
y en las profundidades de que proceden las muestras. Hoy en
día, estos errores son calculados por las tablas de
corrección.

El conocimiento
del pH del agua del mar tiene importancia en oceanografía
biológica, ya que muchos fenómenos
biológicos pueden estar regulados por el mismo; parece ser
que incluso puede haber una influencia del pH en las migraciones
de diversas especies de animales marinos. Por tal razón es
de interés
su determinación y valoración.

Estas propiedades químicas del agua del mar, al
caracterizar masas de agua del océano, permiten seguir su
curso y modificaciones a lo largo de miles de kilómetros
del mar y así entender el desarrollo de muchas especies
marinas, por lo que su conocimiento no sólo tiene un
interés científico, sino que presenta una
importancia práctica para el aprovechamiento de los
recursos vivos
del mar.

COMPOSICIÓN

La composición química del agua del mar a
menudo es descrita a base de fantasías, que a veces
parecen trabajos escritos por alquimistas, es decir, los
químicos de la Edad Media
que, dejándose arrastrar por su imaginación, la
describen compuesta por toneladas de metales
preciosos.

Es cierto que el mar contiene, diseminados en el seno de
sus aguas, algunos de esos metales, pero su extracción, a
escala industrial
y económica, a pesar de los repetidos ensayos hechos en
muchos lugares, no es rentable.

Sin embargo, si estos metales no son, por el momento,
aprovechados por el hombre, la
sal que el océano contiene, sabor que pueden apreciar
todos los que la prueban, ha sido altamente utilizada a
través de la historia, por lo que su
valor es infinitamente superior al que podrían tener los
metales.

El primer componente del mar es el agua,
compuesto que tiene cada una de sus moléculas formadas por
un átomo de
oxígeno y dos átomos de hidrógeno
(H20). En el sistema solar
parece ser que solo se encuentra en la Tierra y
que en los otros planetas puede
estar en forma de cristales de hielo.

En nuestro planeta es abundante y se estima que existen
1 370 millones de kilómetros cúbicos de agua, la
mayor parte de ella formando el agua del océano, otra
parte como agua dulce en los continentes, como hielo o nieve en
las montañas y glaciares y como vapor de agua en la
atmósfera. Se ha calculado que por cada litro de vapor de
agua existen 33 litros de agua dulce, 1 500 litros de agua de los
hielos y las nieves y 90 mil litros de agua en los
océanos.

El agua de los océanos no es pura, sino que
contiene en solución una gran variedad de elementos y
compuestos químicos llamados sales, en una
proporción de 96.5 por ciento de agua y 3.5 por ciento de
estos últimos.

Las sustancias disueltas en el agua llegan a ella a
través de una serie de procesos
físicos, químicos y biológicos, encargada de
determinar las propiedades químicas del agua
oceánica.

Estos compuestos se encuentran en cantidades más
abundantes, proporcionan al mar sus características
especiales de salinidad, desempeñan un papel muy
importante en los equilibrios fisicoquímicos y en los
fenómenos bioquímicos del medio marino.

Las sales disueltas en el océano constituyen casi
50 billones de toneladas y están formadas por 10 elementos
principales por encontrarse en mayores proporciones: cloro,
sodio, magnesio, azufre, calcio, potasio, bromo, estroncio, boro
y flúor.

El cloro y el sodio son los constituyentes
fundamentales del agua del mar y se encuentran en forma de
cloruro de sodio que se conoce como la sal común.
Representa el 80 por ciento de las sales en
solución.

Esta cantidad y composición del cloro y el sodio
en el agua del mar es muy semejante a la de los líquidos
orgánicos como la sangre, los
líquidos viscerales que forman el medio interno de los
animales y que juegan un papel decisivo en la fisiología, es decir, en las funciones de
estos seres vivientes.

Después del cloro y el sodio, el magnesio
es el elemento más abundante en el agua del mar, se
encuentra en una relación constante respecto al cloro. Se
combina con otros elementos formando cloruro de magnesio, sulfato
de magnesio y bromuro de magnesio y está presente en el
esqueleto de algunos organismos marinos. La extracción a
escala industrial de estas sales apenas se inicia.

El azufre se encuentra en forma de
sulfatos, compuestos cuya concentración
varía poco, aunque pueden cambiar notablemente sus
proporciones en las aguas próximas al litoral debido a la
influencia de las aguas fluviales, más ricas en sulfatos
que las marinas. En cuencas oceánicas más o menos
cerradas, como el Mar Negro, existen bacterias que para respirar
no necesitan oxígeno, reducen los sulfatos marinos y los
hacen precipitarse al fondo en forma de sulfuros.

La cantidad de calcio que contienen las aguas
oceánicas es menor que la de los elementos anteriores y su
relación con el cloro permanece relativamente constante.
Este calcio, combinándose con los carbonatos, constituye
la estructura del
esqueleto calizo, interior o exterior, de un gran número
de organismos, como los foraminíferos, pequeños
animales del plancton marino, los corales y las algas marinas que
viven en el fondo del mar y que forman el bentos; también
se encuentran en los caparazones de los crustáceos y en la
concha de los moluscos. Al morir estos organismos sus esqueletos
caen al fondo, en donde llegan a formar acumulaciones submarinas
de calcio de gran extensión.

El calcio en el mar presenta una extraordinaria
movilidad determinada por la abundancia y distribución de
estos organismos oceánicos, debido a que el calcio
concentrado por los seres vivos para formar su esqueleto o su
caparazón se disuelve lentamente una vez muertos y de esta
manera se mantiene constante la cantidad de calcio en el mar a
causa de este comportamiento
cíclico.

El sexto elemento en abundancia es el potasio,
que tiene su relación constante con el cloro. En las zonas
litorales la cantidad de potasio puede modificarse al ser
asimilado por los vegetales marinos que tapizan el fondo costero.
En la cantidad de potasio también intervienen otros
factores como: aportes de agua dulce, presencia en el agua del
mar de sustancia orgánica en descomposición llamada
detritus y formación de compuestos arcillosos.

El bromo forma bromuros, aunque su
proporción es pequeña al encontrarse 65 g/m³
de agua del mar, se ha logrado extraerlo en cantidades
industriales y se utiliza como detonante de los combustibles
líquidos.

El estroncio es un elemento que se ha encontrado
en el agua oceánica pero ha sido poco estudiado, se
detecta junto con el calcio por la dificultad técnica para
poder separarlo. Puede formar parte del esqueleto de algunos
organismos marinos.

Los últimos elementos que los oceanógrafos
químicos consideran como componentes principales del agua
del mar son el boro y el flúor.

El boro está en forma de ácido
bórico y colabora en el equilibrio de
los carbohidratos.
El flúor constituye fluoruros conociéndose poco
sobre su significado en el mar.

Además de estos elementos que se encuentran en
mayor proporción y en concentraciones constantes en el
agua del mar, existen otros que están disueltos en
pequeñas cantidades resultando difícil
identificarlos con técnicas sencillas de análisis
químicos. Estos elementos llamados por su escasez
oligoelementos, alternan entre un nivel máximo de
varias partes por un millón a una parte por 10 billones de
agua del mar y generalmente se detecta una porción en la
estructura de los organismos que habitan el
océano.

Se calcula que son 79 los oligoelementos que
están presentes en el agua océanica, algunos de
ellos tienen una concentración relativamente constante
pero la mayoría varían por dos razones: al ser
utilizados por los seres vivos que posteriormente los regresan al
agua y por la actividad geoquímica del mar.

La mayoría de estos oligoelementos son asimilados
por los organismos vivos acumulándose en su cuerpo, por lo
que pueden presentarse en cantidades mayores que las que se
encuentran en el agua donde habitan.

Por su concentración los oligoelementos se
dividen en dos grupos. Unos son
los de concentración relativamente constante como hierro,
manganeso, cobre,
sílice, yodo y fósforo. Otros que tienen
concentraciones variables y
que se encuentran en cantidades infinitesimales que a veces
sólo se sospecha que existan porque no se han aislado
propiamente del agua del mar, son el cadmio, titanio, cromo,
talio, germanio, antimonio y cloro, este último
único de estos elementos que sí ha podido extraerse
del agua del mar.

A pesar de ser escaso el hierro en el agua del
mar es uno de los elementos indispensables para la vida en el
océano. Se encuentra en las aguas litorales procedente de
los aportes fluviales de donde lo toman los organismos, como
pequeños vegetales hasta los grandes mamíferos que lo utilizan para formar la
hemoglobina de su sangre.

El hierro abunda en los sedimentos marinos, sobre todo
en los lodos de la plataforma continental y del litoral en forma
de hierro metálico como carbonato ferroso, sulfato o
sulfuro de hierro. Su concentración es de 3.4 microgramos
por litro de agua de mar. Su origen puede ser:
detrítico, es decir, de partículas minerales
arrastradas por los ríos después de ser desgastadas
de las rocas;
químico, por precipitación de las sales de
hierro de los sedimentos, y biológico, por la
resultante de la actividad orgánica de los animales y
vegetales.

El manganeso es más abundante en los
vegetales marinos que en el medio líquido y cuya
concentración alcanza 0.5 microgramo por litro.
También se puede encontrar en los nódulos
localizados en los fondos marinos.

La concentración de cobre es de 1
microgramo por litro y se incrementa si es mayor el aporte de
agua dulce. En los moluscos forma parte de la hemocianina, que es
su pigmento sanguíneo.

Uno de los oligoelementos más abundantes es el
sílice, del que se encuentran 3 gramos disueltos
por cada litro de agua. Su concentración varía de
acuerdo a las cantidades que utilicen las diatomeas y los
dinoflagelados, organismos microscópicos del plancton que
forman sus caparazones con este elemento.

El yodo es más frecuente en las algas
pardas que disuelto en el agua del mar, en la que existen 64
microgramos por litro y se utiliza en su mayor parte en la
industria
farmacéutica.

El fósforo se presenta como fosfatos y es
otro elemento indispensable para los seres vivos. Su
concentración en el agua es de 88 microgramos por litro.
Forma parte de la cubierta de los dinoflagelados y permite que
éstos produzcan bioluminiscencia.

Otros de estos oligoelementos provienen de la actividad
radiactiva y uno de los más interesantes es el
radio, que se encuentra en mayor cantidad en las capas
profundas del mar; gracias a su presencia los oceanógrafos
pueden calcular la edad de los sedimentos. La existencia de este
radio en
depósitos litorales es un factor de interés
terapéutico en el tratamiento de afecciones
reumáticas, de ahí el empleo de
lodos marinos para tratarlas.

Gran cantidad de estos oligoelementos y los compuestos
que los forman, combinados con otras sustancias orgánicas
más, integran los llamados nutrientes que son
indispensables para iniciar las cadenas de alimentación en el
océano.

El aprovechamiento de los oligoelementos por los
organismos cambia según las diferentes especies. Por
ejemplo, el hierro puede ser indispensable para el crecimiento de
los peces y no de
los moluscos.

El agua del mar también contiene gases en
disolución. Todos los gases atmosféricos se
encuentran en el agua del mar, siendo los más abundantes
el nitrógeno, el oxígeno y el
bióxido de carbono, de los cuales el último
se halla principalmente como carbonato y bicarbonato porque
reacciona químicamente con el agua marina.

Los gases raros también están presentes en
pequeñas cantidades como: argón, kryptón,
xenón, neón y helio y, en ausencia de
oxígeno, suele haber ácido sulfhídrico y
probablemente también metano en zonas
de agua estancada y con activos procesos
fermentativos.

Como cada gas tiene su
propia solubilidad, la proporción en que están
disueltos en el mar no es igual a la que presentan en la
atmósfera y se encuentra un promedio de nitrógeno
de 64 por ciento, de oxígeno de 34 por ciento y de
bióxido de carbono de 1.6 por ciento. Los gases raros
representan una proporción de casi el 1.7 por
ciento.

La distribución de los gases disueltos depende de
la temperatura, la salinidad, las corrientes, la difusión,
la mezcla y la actividad biológica, variando inversamente
en ellas; por ejemplo a mayor temperatura disminuye la
concentración de gases.

La fotosíntesis de los vegetales marinos y la
respiración de los organismos vivos afectan
la cantidad de oxígeno y de bióxido de carbono
disueltos, cantidad que varía de acuerdo con la abundancia
de los animales y los vegetales.

El agua superficial del mar mantiene un equilibrio con
la atmósfera absorbiendo o perdiendo gases debido a las
corrientes del mar que originan la evaporación, el
enfriamiento y la congelación, y también a la
mezcla provocada por las olas y turbulencias resultado de la
acción
del viento. La circulación vertical y horizontal profunda
del océano se encarga luego de distribuir los gases
disueltos en toda su masa.

El nitrógeno es el gas que se encuentra en
mayor proporción en el mar, pero por su caracter inerte no
interviene en el ciclo biológico de las sustancias
nitrogenadas, aunque existen en el mar ciertas bacterias que son
capaces de producirlo y otras de fijarlo.

La reserva principal en el agua del mar está
constituida por los nitratos y en menor cantidad por el
amoníaco y los nitritos. Estas 3 combinaciones de
nitrógeno son indispensables para que los vegetales
marinos puedan sintetizar sus proteínas.

La distribución del nitrógeno depende de
la temperatura, la salinidad, la circulación de los
procesos de mezcla y la difusión que se realiza en las
aguas oceánicas. En total se han calculado 15 microgramos
por litro.

El oxígeno es el gas que más se ha
estudiado dada su importancia en los procesos biológicos.
Sin embargo, el proceso de
absorción del oxígeno por los océanos y su
transporte
hacia las profundidades, son los problemas que más
interesan a los oceanógrafos químicos, que
todavía no cuentan con una respuesta satisfactoria para
explicarlos.

La distribución del oxígeno en el
océano depende de la circulación de las masas de
agua. En la superficie del agua está en equilibrio con la
cantidad que existe en la atmósfera siendo sus valores
altos, mientras que en las capas profundas la cantidad de
oxígeno depende de la temperatura que estas aguas tienen
en el momento en que se hundieron.

En las regiones polares el agua fría es rica en
oxígeno y cuando avanza hacia las zonas tropicales se
hunde perdiendo parte del oxígeno durante el recorrido,
pero conservando todavía abundante cantidad.

El oxígeno en el océano puede variar de
cero a 8.5 centímetros cúbicos por litro. Por
debajo de los 2 000 metros la concentración de
oxígeno apenas varía, manteniéndose entre
3.4 y 6.6 centímetros cúbicos por litro en el
Atlántico y algo menos en el Pacífico.

El oxígeno del mar procede en primer lugar del
contenido en la atmósfera y en segundo lugar del producido
en la actividad fotosintética de los vegetales verdes que
viven en las capas superficiales, donde penetra adecuada cantidad
de energía luminosa.

El agua oceánica representa el principal
regulador de la cantidad de bióxido de carbono en
la atmósfera, ya que cuando este gas se produce durante la
respiración de los organismos o por los procesos de la
industria, aumenta su cantidad en el aire y cuando
éste hace contacto con el agua de la superficie marina se
disuelve transformándose en ácido
carbónico.

El bióxido de carbono disuelto en el agua del
mar, suele encontrarse en la pequeña cantidad de 0.3
centímetros cúbicos por litro como promedio, debido
a que tiene gran solubilidad para reaccionar químicamente
con el agua del mar formándose en carbonatos y
bicarbonatos.

Tanto el bióxido de carbono, como los carbonatos
y bicarbonatos tienen especial importancia en la vida marina. El
bióxido de carbono interviene como elemento fundamental en
el proceso de la fotosíntesis, y los carbonatos y
bicarbonatos son parte de la mayoría de las estructuras
esqueléticas de los seres marinos de naturaleza
calcárea, y de ellos toman los organismos marinos los
materiales necesarios para formarlas.

El bióxido de carbono llega a los océanos
principalmente del aire atmosférico, contribuyendo
asimismo a producirlo la respiración de los vegetales y
los animales marinos. Este gas es consumido por los vegetales
verdes durante el proceso de la fotosíntesis.

En la superficie donde el agua está en contacto
con la atmósfera, el contenido total de bióxido de
carbono depende principalmente de la salinidad y de la
temperatura tendiendo a mantener una situación de
equilibrio entre la cantidad de bióxido de carbono
atmosférico y el que se encuentra disuelto en el
agua.

Sin embargo, en aguas superficiales con temperatura y
salinidades altas la cantidad de bióxido de carbono
disuelto desciende por la actividad fotosintética, en la
cual se consumen grandes cantidades del gas, trayendo como
consecuencia una precipitación de los
carbonatos.

En cambio, en
aguas profundas, donde las temperaturas y salinidades son
más bajas, las variaciones en el contenido de
bióxido de carbono total son más amplias. Entre los
400 y 600 metros de profundidad el contenido alcanza su
máxima concentración, como en las aguas profundas
del Atlántico que están prácticamente
saturadas de carbonatos.

En relación con la abundancia de bióxido
de carbono en el océano, se tiene que considerar que
durante los últimos 100 años el hombre ha
utilizado en su industria abundantes combustibles de origen
fósil, como petróleo, carbón y gas natural, lo
que ha producido aproximadamente 2 000 millones de toneladas de
este gas, que se fueron añadiendo a la atmósfera
cada año y si todo quedara en ella aumentaría hasta
alcanzar 1.6 partes por millón al año, pero como
sólo se queda la mitad el aumento ha sido de 0.7 partes
por millón. Ello se debe a que la mayor parte del
bióxido de carbono penetra en los océanos, es
decir, éstos actúan como un moderador.

En el agua del mar existe un equilibrio entre las
variaciones de oxígeno y de bióxido de carbono,
ocasionado por el consumo del
primero durante la respiración de los organismos marinos y
su producción en el proceso
fotosintético.

La zona donde la producción de oxígeno por
fotosíntesis excede al consumo respiratorio es la zona
fotosintética, y la profundidad donde el consumo y la
producción son iguales se llama zona o profundidad de
compensación. Esta profundidad varía
grandemente de un océano a otro y depende, principalmente,
de la transparencia del agua, por lo que la profundidad de
compensación será menor en los lugares de mayor
densidad de partículas en suspensión, a lo que se
denomina turbiedad.

La proporción en que se encuentran todos estos
gases disueltos en el agua del mar está íntimamente
relacionada con la abundancia y distribución de los seres
vivos en el océano.

A veces, los biólogos y los aficionados a montar
acuarios marinos, necesitan fabricar agua de mar artificial,
logrando preparar una solución que si no resulta del todo
idéntica a la del mar, al menos se aproxima bastante. Esto
lo hacen agregando a un litro de agua destilada cloruro de sodio,
magnesio, calcio, potasio, estroncio, sulfato de sodio,
bicarbonato sódico, bromuro de potasio, fluoruro
sódico y ácido bórico en una
proporción de 35 gramos por litro.

Los oceanógrafos continúan estudiando la
composición química del agua de los océanos,
no sólo para entender los interesantes problemas
científicos que se plantean en su estudio, sino con el
afán de contestarse preguntas como: ¿hay alguna
esperanza de que se pueda utilizar la abundancia de elementos
químicos disueltos en el agua del mar en beneficio del
hombre? Los estudiosos del mar darán algún
día la respuesta.

BIBLIOGRAFÍA

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   de preservación del medio
   ambiente acuatico y combate a la
   contaminación. .
2. LEMUS, Cifuentes Juan Luis, El océano y sus
   recursos II. Las ciencias
   del mar: oceanografia geologia y oceanografia quimica.
   
   http://omega.ilce.edu.mx:3000/sites/ciencia/volumen1/ciencia2/12/htm/sec_17.html.
3. BECKE, Carlos von der, Cultivos de tejidos
   vegetales de interes. http://club.telepolis.com/ohcop/094b.html.
4. Características de los medios de cultivo
   celular.
   http://www.unav.es/cti/informatica/practicas/atib/Medio_de_cultivo.doc.

Autor:

Camilo Andres Reyes Alvarez

Tatiana Ortiz

Carolina Lopez

Oscar Reyes

Estudiantes Biología Pura.
Facultad de Ciencias Básicas
Universidad del
Tolima.
Ibagué – Colombia.